Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Двойное лучепреломление

Двойное лучепреломление (далее Д)расщепление пучка света в анизотропной среде (например, в на два слагающих, распространяющихся с разными скоростями и поляризованных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Двойное лучепреломление впервые обнаружено и описано профессором Копенгагенского университета Э. Бартолином в 1669 в исландского шпата. Если световой пучок падает перпендикулярно к поверхности то он распадается на 2 пучка, один из которых продолжает путь без преломления, как и в изотропной среде, другой же отклоняется в сторону, нарушая обычный закон преломления света (рис.). Соответственно этому лучи первого пучка называются обыкновенными, второго - необыкновенными. Угол, образуемый обыкновенным и необыкновенным лучами, называется углом Двойное лучепреломление Если в случае перпендикулярного падения пучка поворачивать вокруг пучка, то след обыкновенного луча остается на месте, в центре, а след необыкновенного луча вращается по кругу.

  Двойное лучепреломление можно наблюдать и при наклонном падении пучка света на поверхность В исландском шпате и некоторых др. существует только одно направление, вдоль которого не происходит Двойное лучепреломление Оно называется оптической осью а такие - одноосными (см. также Кристаллооптика).

  Направление колебаний электрического вектора у необыкновенного луча лежит в плоскости главного сечения (проходящей через оптическую ось и световой луч), которая является плоскостью поляризации. Нарушение законов преломления в необыкновенном луче связано с тем, что скорость распространения необыкновенной волны, а, следовательно, и ее показатель преломления nе зависят от направления. Для обыкновенной волны, поляризованной в плоскости, перпендикулярной главному сечению, показатель преломления nо одинаков для всех направлений. Если из точки О (см. рис.) откладывать векторы, длины которых равны значениям nе и nо в различных направлениях, то геометрические места концов этих векторов образуют сферу для обыкновенной волны и эллипсоид для необыкновенной (поверхности показателей преломления).

  Из табл. видно, что Двойное лучепреломление, характеризуемое величиной и знаком D, может быть положительным и отрицательным. В соответствии с этим различают положительные и отрицательные (одноосные)


n0

neмакс

D = neмакс - n0

Исландский шпат

1,65836

1,48639

-0,17197

Кварц

1,5442

1,5533

+0,0091

Каломель

1,9733

2,6559

+0,6826

селитра

1,587

1,336

-0,251

  В прозрачных интенсивности обыкновенного и необыкновенного лучей практически одинаковы, если падающий свет был естественным. Выделив диафрагмой один из лучей, получившихся при Двойное лучепреломление, и пропустив его через второй можно снова получить Двойное лучепреломление Однако интенсивности обыкновенного и необыкновенного лучей в этом случае будут различны, т. к. падающий луч поляризован. Отношение интенсивностей зависит от взаимной ориентации - от угла j, образуемого плоскостями главных сечений того и другого (плоскости, проходящие через оптическую ось и световой луч). Если j = 0° или 180°, то остается только обыкновенный луч. При j = 90°, наоборот, остается только луч необыкновенный. При j = 45° интенсивность обоих лучей одинакова.

  В общем случае может иметь две оптических оси, т. е. два направления, вдоль которых Двойное лучепреломление отсутствует. В двуосных оба луча, появляющиеся при Двойное лучепреломление, ведут себя, как необыкновенные.

  Измерение D в тех случаях, когда Двойное лучепреломление велико, может быть осуществлено непосредственным определением показателей преломления при помощи призм или специальных позволяющих делать измерения n в разных направлениях. Во многих случаях (особенно для тонких слоев анизотропных тел), когда пространственное разделение двух лучей столь мало, что измерить nо и nе невозможно, измерения делаются на основании наблюдения характера поляризации света при прохождении его через слой анизотропного вещества.

  Двойное лучепреломление объясняется особенностями распространения электромагнитных волн в анизотропных средах. Электрическое поле световой волны E, проникая в вещество, вызывает вынужденные колебания электронов в и молекулах среды. Колеблющиеся электроны, в свою очередь, являются источником вторичного излучения света. Т. о., прохождение световой волны через вещество - результат последовательного переизлучения света электронами. В анизотропном веществе колебания электронов легче возбуждаются в некоторых определенных направлениях. Поэтому волны с различной поляризацией будут распространяться в анизотропном веществе с разными скоростями.

  Помимо Двойное лучепреломление наблюдается в искусственно анизотропных средах (в стеклах, жидкостях и др.), помещенных в электрическое поле (см. Керра эффект), в поле (см. Коттона - Мутона эффект), под действием механических напряжений (см. Фотоупругость) и т. п. В этих случаях среда становится оптически анизотропной, причем оптическая ось параллельна направлению электрического поля, поля и т. п.

  Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Поль Р. В., Оптика и физика, пер. с нем. , М. , 1966.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 08.08.2022 13:08:32