ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Интерференция поляризованных лучей из "Общий курс физики Оптика Т 4 " Если повернуть пластинку К вокруг ее нормали на угол а, то вектор Еу повернется на угол 2а и перейдет в положение Е[ (см. задачу 5 к предыдущему параграфу). Таким образом, можно исследовать интерференцию при различных значениях угла 2а между плоскостями колебаний интерферирующих волн. [c.481] Интерференционную картину можно получать на экране Э, а также наблюдать без экрана с помощью лупы или зрительной трубы. В дальнейших пояснениях плоскость экрана принимается за координатную плоскость ХУ, направление оптической оси пластинки /С — за ось У, а нормаль к экрану, проведенная в сторону распространения света, — за ось . Следовательно, при повороте пластинки К будет поворачиваться и ось У. [c.481] От наложения линейно поляризованных монохроматических волн везде, в том числе и на экране Э, возникнет эллиптическая поляризация света. При неизменном угле между плоскостями колебаний форма и ориентация эллипса колебаний будут изменяться с изменением разности хода между интерферирующими лучами. При определенных значениях разности хода эллиптические колебания могут вырождаться в линейные. Поверхности (а на экране — линии) равной разности хода являются в то же время поверхностями (линиями) одинаковых и одинаково ориентированных эллипсов колебаний. [c.481] Если опыт производить в неполяризованном свете (т. е. убрать поляроид П), то введение кристаллической пластинки, повернутой на любой угол, коненно, оставляет естественным свет, проходящий через нее. Однако, как указал и подтвердил свое заключение на опыте С. И. Вавилов, при этом также должна претерпеть изменения интерференционная картина на экране. Это объясняется тем, что и после введения кристаллической пластинки лучи не остаются независимыми, а определенным образом скоррелированы между собой. [c.483] В самом деле, падающий естественный свет можно представить в виде суперпозиции линейно поляризованных некогерентных волн с всевозможными направлениями плоскости колебаний. Возьмем одну из таких волн. При наличии кристаллической пластинки К и при наблюдении через николь N на экране получатся интерференционные полосы, описанные выше. Существенно, что положение полос не зависит от угла между плоскостями колебаний интерферирующих волн. Значит, все линейно поляризованные компоненты, на которые разложена падающая волна, дадут совпадающие по положению интерференционные картины. А так как эти картины некогерентны, то их наложение приведет только к взаимному усилению интерференционных полос. При вращении николя, ввиду статистической изотропии естественного света относительно всех направлений, перпендикулярных к лучу, вид интерференционных полос изменяться не будет. Будет происходить лишь перемещение полос параллельно самим себе, как при круговой поляризации, описанной выше. При повороте николя на 90° светлые полосы заменятся темными и наоборот. [c.483] Не то будет, когда нет кристаллической пластинки. В этом случае в отсутствие николя интерференционные полосы наблюдаться будут. Однако при введении николя интенсивность полос уменьшится вдвое. Вращение же николя вообще не сказывается на положении и интенсивности полос. [c.483] Разность фаз, возникающая при прохождении света через кристаллическую пластинку, равна 2л ДД, т. е. зависит от длины волны А,. [c.485] При неподвижном анализаторе она различна для разных длин волн. По этой причине интерференционная картина получается окрашенной. При вращении анализатора окраска меняется. При повороте анализатора на 90° окраска меняется на дополнительную — светлые места становятся темными и наоборот. Если главные сечения поляризатора и пластинки параллельны или перпендикулярны между собой, то через пластинку проходит только один луч. Ему не с чем интерферировать, и окрашивание пропадает. Все эти явления получили физически не совсем удачное название хроматической поляризации. Она была открыта Араго в 19П г. [c.485] В последнем случае установка весьма чувствительна к обнаружению анизотропии. [c.485] В белом свете, если его разложить на спектральные составляющие, первое слагаемое в (79.3) остается постоянным, а второе зависит от длины волны и приводит к окрашиванию поля зрения. Если направление Р совпадает с одним из главных направлений пластинки (а = О или а = л/2), то / = соз (Р — а), т. е. интенсивность / постоянна и не зависит от длины волны. В этом случае, как было уже отмечено выше, интерференции нет, и в белом свете получается равномерно освещенное неокрашенное поле. Интенсивность его можно менять поворотом николя-анализатора А, но оно все время остается белым. [c.486] Что0 л составить представление о форме получающихся интерференционных полос, введем понятие изохроматической поверхности (поверхности одинакового цвета). Возьмем в неограниченной кристаллической среде произвольную точку О и представим, что через нее во всевозможных направлениях и притом в одинаковых фазах проходят плоские волны. В каждом направлении волновой нормали распространяются две волны, линейно поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях. На расстоянии г от точки О между ними возникнет разность хода А = п — Пу) г, где щ и Пг — показатели преломления этих волн. Фиксировав Д, будем откладывать на волновых нормалях отрезки с длиной г = = Д/( 2 — Пд). Геометрическое место концов таких отрезков есть поверхность равной разности фаз между волнами, которые могут распространяться вдоль одной и той же волновой нормали. Она и называется изохроматической поверхностью. Придавая Д всевозможные значения, получим семейство изохроматических поверхностей с общим центром О. Линии, получающиеся от сечения такого семейства плоскостями, называются изохроматическими линиями, или изохроматами. Очевидно, изохроматыесть линии постоянной разности фаз между соответствующими волнами, могущими распространяться вдоль одной и той же волновой нормали. [c.487] Для одноосного кристалла изохроматическая поверхность есть поверхность вращения вокруг оптической оси (рис. 281). В направлении оптической оси она уходит в бесконечность, так как для этого направления оба показателя преломления п и Па совпадают. В двуосных кристаллах таких направлений два (рис. 282). Это есть оптические оси, точнее — оси нормалей (см. 80). Мы не будем зани-ь аться выводом уравнения изохроматической поверхности, а ограничимся качественными соображениями. [c.487] Форма изохромат и интерференционных полос определяется симметрией кристалла и ориентацией его оптических осей. На рис. 283 показаны интерференционные полосы в случае пластинки одноосного кристалла, вырезанной перпендикулярно к оптической оси. В соответствии с осевой симметрией они имеют форму концентрических кругов. Картина получена в скрещенных николях. Кольца пересечены темным крестом. Происхождение его весьма простое. На пластинку К. падает линейно поляризованный свет. Рассмотрим плоскость главного сечения и плоскость, перпендикулярную к ней. [c.488] Пусть обе плоскости пересекаются вдоль оси вращения системы Лучи в этих плоскостях не испытывают двойного преломления интерференции в таких лучах не возникает. После прохождения через пластинку обе системы лучей остаются линейно поляризован ными с сохранением прежнего направления колебаний. Лучи с та кими колебаниями гасятся николем-анализатором. Вокруг прямых по которым рассматриваемые плоскости пересекаются с плоскостью экрана, и формируется темный крест. Если николи перевести в па раллельное положение, то вся картина сменяется дополнительной в частности, черный крест заменяется белым. [c.489] Если в предыдущем опыте пластинку К заменить двумя сложенными вместе пластинками из правого и левого кварца, вырезанными перпендикулярно к оптической оси, то получаются спиралеобразные интерференционные картины, называемые спиралями Эйри (рис. 284). Их происхождение связано с тем, что кварц вращает плоскость поляризации. Для правого кварца это вращение происходит в одну сторону, а для левого — в противоположную. [c.489] На рис. 285 показан вид изохромат для пластинки одноосного кристалла, вырезанной параллельно оптической оси, а на рис. 286 — для пластинки двуосного кристалла, вырезанной перпендикулярно к биссектрисе угла между оптическими осями. [c.489] У исландского шпата очень велика разность обыкновенного и необыкновенного показателей преломления, так что даже в тонких пластинках получаются большие разности хода, при которых интер ренция в белом свете невозможна. [c.491] Решение. Когда пластинки одинаково ориентированы, вносимая ими разность хода велика, т. е. соответствует высокому порядку интерференции. В таких условиях интерференция в белом свете наблюдаться не может. Если одну из пластинок повернуть относительно другой на 90°. то вносимая ими разность хода будет такая же, какая вносится пластинкой с толщиной, равной разности толщин рассматриваемых пластинок. При малой разности толщин разность хода может сделаться настолько малой, что станет возможна интерференция в белом свете. [c.491] 1) Если поместить пластинку кварца, вырезанную перпендикулярно к оптической оси, между скрещенными николями и осветить систему монохроматическим светом, то она будет пропускать свет повернув анализатор на угол, меньший 90°, можно снова погасить свет. Если при этом наблюдатель должен вращать анализатор по направлению часовой стрелки, то кварц будет правовращающий, если же против часовой стрелки, то левовращающий. [c.491] Вернуться к основной статье