Применение поляризованного света

Интерференция поляризованного света изучалась Френелем и Араго. Результаты их исследований коротко могут быть сформулированы следующим образом.

1. Две световые волны, линейно поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях, ни при каких условиях не интерферируют. Эти волны некогерентны (плоскости их колебаний взаимно перпендикулярны), пространственного перераспределения интенсивности результирующей волны не происходит.

2. Две волны, линейно поляризованные в одной плоскости, не интерферируют, если они получены из взаимно перпендикулярных компонентов естественного света. Эти волны не дают интерференционной картины потому, что их фазы не согласованы (волны некогерентны).

3. Две волны, линейно поляризованные в одной плоскости, интерферируют, если они являются частями одной и той же линейно поляризованной волны.

Если на плоскопараллельную анизотропную пластинку падает естественный свет, то проходящий свет также будет естественным (хотя содержит два луча – обыкновенный и необыкновенный, лежащие во взаимно перпендикулярных плоскостях).

Если же на анизотропную плоскопараллельную пластинку падает линейно поляризованный свет, то между обыкновенным О и необыкновенным лучами в пластинке возникает оптическая разность хода

где d – толщина пластинки

и разность фаз

В зависимости от d и угла α между ними плоскостью колебаний светового вектора и главным сечением кристалла (осью ОО’) могут наблюдаться следующие случаи:

1.

В этом случае прошедший свет будет линейно поляризованным, лежащим в той же плоскости.

2.

В итоге получается линейно-поляризованный свет, “поверхностный” на угол 2α. Подобная анизотропная пластинка называется пластинкой в полволны.

3.

В общем случае свет оказывается эллиптически поляризованным. В частных случаях при свет поляризован по кругу, при и свет поляризован по кругу, при и – линейно поляризованный свет. Пластинка, вырезанная параллельно оптической оси и удовлетворяющая указанным выше соотношениям для и , называется пластинкой в четверть волны (или просто пластинкой ).

Оптическую анизотропию и обусловленное ею двойное лучепреломление можно получить в изотропных прозрачных телах искусственно, деформируя их или воздействуя на них электрическим полем. Мерой анизотропии созданного таким образом "квазикристалла" служит различие показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей.

Искусственное двойное лучепреломление лежит в основе оптического метода исследования напряжений в деталях, вызванных механическим воздействием (растяжением или сжатием).

Двойное лучепреломление, возникающее в жидкостях и газах под действием электрического поля (ячейка Керра), широко используется в качестве практически безынерционного затвора для световых лучей при сверхскоростных фотосъемках, для измерения скорости света в средах, в фототелеграфе.

Литература к модулю № 6. Волновая оптика.

1. Курс физики. / Т.И. Трофимова. М.: Высшая школа, 1990, 478 с.

2. Сборник задач по общему курсу физики. / В.С. Волькенштейн. М.: Наука, 1990, 397 с.

Рабочая программа	Литература
Представление о природе света. Световая волна	[1, §170, с.271–274]

1. Интерференция света

Когерентность и монохроматичность световых волн. Пространственная и временная когерентность	[1, §171, с.274–275]
Cпособы получения когерентных источников света. Расчет интерференционной картины от двух когерентных источников. Оптическая длина пути и оптическая разность хода волн	[1, §172–173, с.276–279] [2 16.4–16.8]
Интерференция в тонких пленках. Полосы равной толщины (клин, кольца Ньютона) и полосы равного наклона	[1, §174, с.279–281], [2, 16.9–16.22]
Практическое применение интерференции света: просветление оптики, контроль обработки поверхностей, точное измерение длин отрезков. Интерферометры	[1, §175, с.281–284] [2, 16.23–16.27]

2. Дифракция света

Принцип Гюйгенса–Френеля	[1, §176, с. 285–286]
Метод зон Френеля. Прямолинейное распространение света	[1, §177, с.286–288]
Дифракция на круглом отверстии и диске. Зонная пластинка	[1, §178, с. 288–289] [2, 16.28–16.33]
Дифракция в параллельных лучах на одной щели, на дифракционной решетке. Дифракционные спектры	[1, §179–180, с. 290–293] [2, 16.34–16.47]
Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа–Бреггов. Исследование структуры кристаллов	[1, §181–182, с. 233–295] [2, 20.24–20.26]
Понятие о голографии	[1, §184, с. 296–298]

3. Поляризация света

Естественный и поляризованный свет. Виды поляризованного света (линейно поляризованный, поляризованный по кругу и по эллипсу)	[1, §190, с. 306–308]
Поляризация света при отражении. Закон Брюстера	[1, §191, с. 308–309] [2, 16.58–16.62]
Анализ поляризованного света. Закон Малюса	[1, §190, с. 306–308] [2, 16.64–16.65]
Двойное лучепреломление	[1, §192, с. 309–311] [2, 16.63]
Поляроиды и поляризационные призмы	[1, §193–194, с.311–313].
Искусственная оптическая анизотропия. Интерференция поляризованного света. Применение поляризованного света	[1, §195–196, с. 314–316]

Учебное издание

Евгений Самойлович Левин

Физика: Волновая оптика

МОДУЛЬ 6

Редактор Н.П, Кубыщенко

ИД № 06263 от 12.11.2001

Подписано в печать 25.10.2004 Формат 60*84 1/16

Бумага типографская Офсетная печать Усл. печ. л. 2,67

Уч. – изд. л. 2,5 Тираж 800 Заказ 1551 Цена «С»

Издательство ГОУ ВПО УГТУ-УПИ

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Отпечатано в типографии

ООО «Издательство УМЦ УПИ»

г. Екатеринбург, ул. Мира, 17, С-134