Поляризаторы

Для работы поляризационных приборов чаще всего применяют призмы и поляроиды, используя которые, благодаря явлению двойного лучепреломления, получают поляризованный свет.

Поляризатором служит, например, призма Николя (рис.5), которая представляет собой две призмы из исландского шпата, склеенные канадским бальзамом.

 

 

Показатель преломления исландского шпата больше показателя преломления канадского бальзама. Поэтому, обыкновенный луч, подающий на границу раздела с канадским бальзамом под большим углом, чем необыкновенный испытывает в николе полное внутреннее отражение и поглощается зачерненной поверхностью призмы, а необыкновенный луч выходит полностью поляризованным.

Существуют двоякопреломляющие кристаллы, в которых один из поляризованных лучей поглощается значительно сильнее, чем другой (явление «дихроизма»). В некоторых кристаллах, например, у турмалина, дихроизм выражен сильно, и при толщине пластинки в 1 мм, обыкновенный луч поглощается практически полностью, а вышедший необыкновенный луч становится полностью поляризованным.

Дихроичные кристаллы используются для изготовления поляроидов. Примером поляроида служит тонкая пленка из целлулоида, в которую вкраплены кристаллики герапатита – двоякопреломляющего вещества с сильно выраженным дихроизмом в области видимого света. При толщине 0,1 мм эта пленка полностью поглощает обыкновенные лучи видимой области света.

Преимущество поляроидов перед призмами в возможности изготовлять их с площадями до нескольких квадратных метров.

Чтобы убедится в поляризации света, вышедшего из поляризатора, поставим на его пути другой поляризатор, называемый в этом случае анализатором. Будем поворачивать его вокруг оси, совпадающей с направлением луча. Если плоскости поляризации поляризатора и анализатора параллельны, то поляризованный свет пройдет через анализатор, не меняя своей интенсивности (не рассматривая обычное поглощение света). Если же их плоскости колебаний перпендикулярны друг другу (поляризаторы скрещены), то анализатор полностью погасит падающий свет.

ЗАКОН МАЛЮСА

 

 

 

 

Рассмотрим случай, когда плоскости поляризации кристаллов образуют угол α (рис.6). Введем обозначение АА - след плоскости поляризации анализатора, РР - след плоскости поляризации поляризатора. Это значит, что свет от поляризатора характеризуется одной плоскостью колебаний вектора (Е₁Е₁), где α₀ есть амплитуда колебаний электрического вектора светового луча, идущего от поляризатора, и ее можно разложить на две составляющие α' и α.

Анализатор пропустит только свет с амплитудой электрического вектора α=α₀cosα ;. Из теории колебаний известно, что поток энергии волнового процесса (или интенсивность света I) пропорционален квадрату амплитуды колебаний. Поэтому можно записать закон, установленный французским физиком Малюсом, что интенсивность света I прошедшего через поляроид равна

I = I ₀ cos² α;,

где I ₀ - интенсивность линейно поляризованного света, падающего на поляроид, а α - угол между направлением вектора и осью пропускания поляроида.