Інтерференція поляризованих хвиль у випадку паралельних і сходяться пучків
Введення
інтерференція фізика поляризоване світло
Інтерференція - це взаємодія двох (або більше) хвиль, в результаті якого в одних точках хвильового поля відбувається збільшення, а в інших - зменшення інтенсивності в порівнянні з сумарною інтенсивністю окремих хвиль до їх взаємодії.
Поляризація хвиль - характеристика хвиль, визначальна просторову спрямованість векторних хвильових полів. Історично це поняття було введено в оптиці ще за часів довекторних описів і спочатку грунтувалося на властивостях поперечної анізотропії хвильових пучків. Воно поширене на всі без винятку типи фізичних хвильових збурень, але основна термінологія раніше залишилася пов'язаної з електромагнітними полями.
Інтерференція поляризованих хвиль - явище, яке виникає при додаванні когерентних поляризованих світлових коливань.
Труднощі отримання інтерференції поляризованих хвиль полягає в тому, що при накладенні двох когерентних променів, поляризованих у взаємно перпендикулярних напрямках, ніякої інтерференційної картини з максимумами і мінімумами інтенсивності вийти не може. Інтерференція виникає тільки в тому випадку, якщо коливання у взаємодіючих променях здійснюються уздовж одного і того ж напрямку. Коливання в двох променях, спочатку поляризованих у взаємно перпендикулярних напрямках, можна звести в одну площину, пропустивши ці промені через поляризующую кристалічну пластинку.
1.Інтерференція при проходженні через кристал поляризованого світла
інтерференція фізика поляризоване світло
Нехай на плоскопараллельную кристалічну пластинку падає хвиля під кутом (рис.1). У кристалі вона розділяється на дві хвилі, що поширюються в різних напрямках м з різними швидкостями. Нехай АВ і АС - хвильові нормалі цих хвиль, а і - відповідні їм кути заломлення. У кристалі напряму хвильових нормалей не збігаються. Поза кристала відмінність між цими напрямками пропадає. З кристала виходять два промені 1 і 2, паралельні падаючому і поляризовані в перпендикулярних площинах. Оптична різниця ходу між ними представляється виразом:
,
де і - показники заломлення розглянутих хвиль, а D - підстава перпендикуляра, опущеного з точки В на промінь 2. Якщо h - товщина пластинки, то
За законом заломлення =. Використовуючи ці вирази, отримаємо:
(1)
Різниця ходу між променями 1 і 2 обумовлена ??двома обставинами:
) розходженням показників заломлення і; 2) розходженням кутів заломлення і. Друга обставина грає малу роль. У більшості випадків ним можна знехтувати і користуватися наближеним виразом:
(2)
де кут має будь проміжне значення між кутами заломлення і.
.Інтерференція поляризованих хвиль у випадку паралельних пучків
Різниця ходу можна використовувати для отримання інтерференції променів 1 і 2. Якби світло, що падало на кристалічну пластинку, був природний, то інтерференція була б неможлива, оскільки в цьому випадку промені 1 і 2 не були б коррелірованни між собою. Для отримання корельованих променів 1 і 2 падаюче світло повинен бути поляризований - лінійно або еліптично. Але і в цьому випадку при накладенні променів 1 і 2 інтерференція все ж не виникне, так як промені 1 і 2 поляризовані у взаємно перпендикулярних площинах. Потрібно звести коливання в цих променях до одного напряму, тобто попередньо пропустити їх через николь. У разі плоскопаралельних пластинок промені зводяться разом в фокальній площині лінзи - виходять смуги рівного нахилу. У разі тонких пластинок змінної товщини спостерігаються смуги рівної товщини, локалізовані на самих платівках.
Схема для отримання інтерференції в паралельних променях наведена на рис.2. Кристалічна пластинка До вводиться між поляризатором Р і аналізатором А. Лінійно поляризоване світло, вийшовши з поляризатора Р, після проходження через кристалічну платівку До перетворюється на поляризоване еліптично, а потім проходить через аналізатор А, перетворюючись знову в лінійно поляризований. Інтенсивність світла, що проходить залежить від орієнтації аналізатора. При обертанні останнього інтенсивність I буде змінюватися.
Різниця фаз, що виникає при проходженні світла через кристалічну платівку, дорівнює, тобто залежить від довжини хвилі.
При нерухомому аналізаторі вона різна для різних довжин хвиль. З цієї причини інтерференційна картина виходить забарвленою. При обертанні аналізатора фарба змінюється. При повороті аналізатора на 90 забарвленн...
