ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Распространение света через турмалин из "Оптика " Вращая кристалл вокруг направления светового луча, мы не заметим никаких изменений в интенсивности света, прощедшего через турмалин, хотя последний ослабит исходный световой пучок в два раза. Таким образом, световая волна, падающая на турмалин от обычного источника света (например, от электрической дуги L), не обнаруживает асимметрии по отношению к направлению своего распространения. Однако, если поставить на пути луча еще вторую аналогичную пластинку турмалина Tj, расположенную параллельно первой (см. рис. 16.1), то картина осложняется. [c.372] В зависимости от того, как ориентированы друг относительно друга обе пластинки, меняется интенсивность проходящего через них света. Интенсивность оказывается наибольшей, если оси обеих пластинок параллельны-, она равна нулю (свет полностью задерживается), если оси пластинок перпендикулярны, и имеет промежуточное значение при промежуточных положениях пластинок. Опыт показывает, что интенсивность пропорциональна os а, где а — угол между осями обеих пластинок. [c.372] Полное объяснение наблюдаемым явлениям можно дать, если сделать следующие гипотезы. Во-первых, предположим, что световые волны поперечны, но в свете, исходящем из источника, нет преимущественного направления колебаний, т. е. все направления колебаний, перпендикулярные к направлению волны, представлены в падающем свете. Этим объясняется первый опыт, несмотря на допущение поперечности световых волн. Во-вторых, примем, что турмалин пропускает лишь волны, один из поперечных векторов которых, например, электрический, имеет слагающую, параллельную оси кристалла. Именно поэтому первая пластинка турмалина ослабляет исходный световой пучок в два раза. При прохождении световой волны через такой кристалл будет пропущена только часть световой энергии, соответствующая этой слагающей. Когда на кристалл падают электромагнитные световые волны со всевозможными ориентациями электрического вектора, то сквозь него пройдет лишь часть света (половина), так что за кристаллом окажутся волны, направление электрического вектора которых параллельно оси кристалла. Кристалл, таким образом, выделяет из света со всевозможными ориентациями Е ту часть, которая соответствует одному определенному направлению Е. Мы будем в дальнейшем называть свет со всевозможными ориентациями вектора Е (и, следовательно, Н) естественным светом, а свет, в котором Е (а, следовательно, и И) имеет одно-единственпое направление, — плоско-поляризованным, или линейно-поляризованным. Таким образом, турмалин превращает естественный свет в линейно-поляризованный, задерживая половину его, соответствующую той слагающей электрического вектора, которая перпендикулярна к оси кристалла. [c.373] Теперь становятся понятными второй опыт и роль второго кристалла турмалина. До него доходит уже поляризованный свет. В зависимости от ориентации второго турмалина из этого поляризованного света пропускается большая или меньшая часть, а именно та часть, которая соответствует компоненте электрического вектора, параллельной оси второго кристалла. Так как электрический вектор волны, прошедшей первый турмалин, имеет по предположению направление, параллельное оси первого кристалла, то амплитуда света, пропущенного вторым турмалином, будет пропорциональна osa (а — угол между осями обеих пластинок), а интенсивность пропорциональна os а, что и наблюдается на опыте. [c.373] В рамках этих гипотез естественный свет является или линейно-поляризованным светом, направление колебаний которого быстро и совершенно хаотически меняется с течением времени, или же смесью линейно-поляризованных лучей со всевозможными направлениями колебаний. [c.373] Плоскость, в которой расположен электрический вектор, называют плоскостью колебания поляризованного света, а плоскость, в которой расположен магнитный вектор, иногда называют плоскостью поляризации. Эта двойная терминология — плоскость колебания и плоскость поляризации — сложилась исторически при развитии упругой теории света и, несмотря на ее неудобства, до сих пор сохранилась во многих книгах. Описание явлений выигрывает в простоте и ясности, если ограничиться указанием лишь одного направления, например направления колебания электрического вектора, т. е. плоскости колебания — по старой терминологии. В дальнейшем везде, где не будет специальных оговорок, мы под направлением колебания будем всегда подразумевать направление электрического вектора. [c.374] Описанный опыт с двумя кристаллами турмалина, по существу дела, не отличается от опыта, впервые выполненного Гюйгенсом с двумя кристаллами исландского шпата. Основное отличие турмалина, выгодное для описанного опыта, состоит в том, что турмалин, будучи также двоякопреломляющим кристаллом, весьма сильно поглощает один из двух преломленных лучей, так что практически тонкая пластинка турмалина пропускает только один из двух преломленных лучей. [c.374] Таким образом, явление для наблюдателя кажется проще, ибо внимание не отвлекается вторым лучом, как это имеет место при использовании исландского шпата. [c.374] Вернуться к основной статье