Кристаллическую пластинку

Рассмотрим кристаллическую пластинку, вырезанную параллельно оптической оси. При падении на такую пластинку плоскополяризованного света обыкновенный и необыкновенный лучи оказываются когерентными. На входе в пластинку разность фаз dэтих лучей равна нулю, на выходе из пластинки

(30)

т.к. D=(n₀ - n_e)d

Вырезанная параллельно оптической оси пластинка, для которой:

(n₀-n_e)d = ml₀ + l₀/4

(т — любое целое число либо нуль), называется пластинкой в четверть волны. При прохождении через такую пластинку обыкновенный и необыкновенный лучи приобретают разность фаз, равную p/2 (напомним, что разность фаз определяется с точностью до 2pm). Пластинка, для которой

(32)

называется пластинкой в полволны, и т. д.

Рассмотрим прохождение плоскополяризованного света через пластинку в полволны. Колебание Е в падающем луче, совершающееся в плоскости Р, возбудит при входе в кристалл колебание Е₀ обыкновенного луча и колебание Е_е необыкновенного луча (рис. 6.21). За время прохождения через пластинку разность фаз между колебаниями Е₀ и Е_е изменяется на p. Поэтому на выходе из пластинки фазовое соотношение между обыкновенным и необыкновенным лучами будет соответствовать взаимному расположению векторов Е_е и Е₀^¢ (на входе в пластинку оно соответствовало взаимному расположению векторов Е_е и Е₀).

Следовательно, свет, вышедший из пластинки, будет поляризован в плоскости Р'. Плоскости Р и Р' расположены симметрично относительно оптической оси пластинки О. Таким образом, пластинка в полволны поворачивает плоскость колебаний прошедшего через нее света на угол 2j ( j— угол между плоскостью колебаний в падающем луче и осью пластинки).

рис.6.21 рис. 6.22

Теперь пропустим плоскополяризованный свет через пластинку в четверть волны (рис. 6.22). Если расположить пластинку так, чтобы угол jмежду плоскостью колебаний Р в падающем луче и осью пластинки О равнялся 45°, амплитуды обоих лучей, вышедших из пластинки, будут одинаковы (предполагается, что дихроизма нет). Сдвиг по фазе между колебаниями в этих лучах составит p/2. Сле­довательно, свет, вышедший из пластинки, будет поляризован по кругу. При ином значении угла j амплитуды вышедших из пластинки лучей будут неодинаковыми. Поэтому при наложении эти лучи образуют свет, поляризованный по эллипсу, одна из осей которого совпадает с осью пластинки О.

При пропускании плоскополяризованного света через пластинку в не совпадающее с m + 1/4 или т + 1/2 дробное число волн из пластинки выйдут две когерентные, поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях световые волны, разность фаз которых отличается от p/2 и от p. Следовательно, при любом отношении амплитуд этих волн, зависящем от угла j(рис. 22), на вы­ходе из пластинки получится эллиптически поляризованный свет, причем ни одна из осей эллипса не будет совпадать с осью пластинки О. Ориентация осей эллипса относительно оси О определяется разностью фаз d, а также отношением амплитуд, т. е. углом jмежду плоскостью колебаний в падающей волне и осью пластинки О.

Отметим, что, независимо от толщины пластинки, при j, равном нулю или p/2, в пластинке будет распространяться только один луч (в первом случае необыкновенный, во втором - обыкновенный), так что на выходе из пластинки свет останется плоскополяризованным с плоскостью колебаний, совпадающей с Р.

Если на пути эллиптически поляризованного света поставить пластинку в четверть волны, расположив ее оптической осью вдоль одной из осей эллипса, то пластинка внесет дополнительную разность фаз, равную p/2. В результате разность фаз двух плоскополяризованных волн, дающих в сумме эллиптически поляризованную волну, станет равной нулю или p, так что наложение этих волн даст плоскополяризованную волну. Следовательно, надлежащим образом повернутая пластинка в четверть волны превращает эллиптически поляризованный свет в плоскополяризованный. На этом основывается метод, с помощью которого можно отличить эллиптически поляризованный свет от частично поляризованного или свет, поляризованный по кругу, от естественного. Исследуемый свет пропускается через пластинку в четверть волны и помещенный за ней поляризатор. Если исследуемый луч является эллиптически поляризованным (или поляризованным по кругу), то, вращая пластинку и поляризатор вокруг направления луча, удается добиться полного затемнения поля зрения. Если же свет является частично поляризованным (или естественным), то ни при каком положении пластинки и поляризатора невозможно получить погашения исследуемого луча.