Шпора по физике [3 семестр]. Интерференция света световая волна
 Скачать 1.6 Mb.
|
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТАПри падении световой волны на анизотропный кристалл, вырезанный параллельно оптической оси, обе волны идут в одном направлении, но с разными скоростями, поэтому между ними возникает постоянная разность хода => разность фаз постоянна. ∆d(n0 – ne); n0=c/Vo=C/√ε_|_`; ne=c/√ε||`=c/Ve; δ=2π∆/λ=2πd(n0-ne)/λ. Обыкновенные и необыкновенные волны, имеющие постоянную разность фаз, не могут интерферировать, т.к. они поляризованы во взаимно-перпендикулярных плоскостях (не когерентны). Можно свести колебания вектора Е в обыкновенной и необыкновенной волне к одной плоскости, если пропустить их через A. Опыт показывает, что и в этом случае обыкновенная и необыкновенная волны не интерферируют, т.е. они не когерентны. Причина: естественную волну, падающую на анизотропный кристалл можно представить как совокупность элементарных волн. При прохождении через анизатропный кристалл происходит образование обыкновенной и необыкновенной волны, причем каждая элементарная составляющая естественного света должна дать вклад в обыкновенную и необыкновенную волны. Вклады эти различны и зависят от угла между направлением колебаний вектора Е и плоскостью главного сечения кристалла. Так, если вектор Е в элементарной волне колеблится параллельно оптической оси кристалла, то такая волна вызывает колебания электронов кристалла в направлении оптической оси. Т.о. вторичное излучение такого электрона даст вклад только в необычную волну. Если же вектор e в элементарной волне колеблится перпендикулярно оптической оси, то электроны кристалла раскручиваются в этом направлении и их вторичное излучение дает вклад только в обыкновенную волну. Т.о. при падении на кристалл естественного света обыкновенные и необыкновенные волны порождаются различными некогерентными элементарными волнами естественного света и будут некогерентны. Другое дело, если на анизотропный кристалл падает …*** В этом случае угол между плоскостью колебания каждой элементарной волны поляризованного света и гл. сечением одинаковы. => один-ым будет же вклад в обыкновенную и необыкновенную волну. Ai(c.|| )=Ai (c.e); Ai(c._|_ )=Ai(c.0); Ai(c.0)/Ai(c.e)= =Ai sinα / Ai cosα = tgα. Значит, волны обыкновенная и необыкновенная будут поляризованы, чтобы наблюдать интерференцию нужно проделать следующий опыт (см. рисунок). ИСКУСТВЕННОЕ ДВОЙНОЕ ПРЕЛОМЛЕНИЕ. МЕТОД ФОТОУПРУГОСТИ. Причина двойного лучепреломления – анизотропия кристаллов. Зесбек и Брюстер: оптически изотропные вещества или среды могут становиться анизотропными под влиянием физических воздействий. При анизотропном сжатии или растяжении они приобретают свойства одноосных кристаллов с направлением оси, совпадающей с направлением сжатия или растяжения. (n0 – ne)=kP; δ=2πd(n0 –ne)/λo=2πkdP/λo=cdP (1), где C=2πk/λo=const – постоянная Брюстера. На явлении искуственной анизотропии основан метод определения упругих напряжений в образце. Суть метода фотоупругости: Из какого-либо прозрачного материала выполняют модель детали, которую хотят исследовать на предмет упругих напряжений. Затем эту модель подвергают действию нагрузок, аналогичных тем, которые будет испытывать сама деталь при эксплуатации. Нагруженную модель помещают между поляризатором и анализатором. Если на поляризатор попадает естественный свет, то интерференционная картина, полученная для обыкновенной и необыкновенной волн, будет окрашена, т.к. разность хода и разность фаз зависит от длины волны. По виду полос одинакового цвета (изохромы) и используя δ=cdP, можно расчитать нагрузку. Другим примером исскуственного вторичного преломления является анизотропия в жидких и аморфных твердых телах под влиянием эл. поля. Это явление наблюдал Керр в 1875г., называется эффектом Керра. Опыт по наблюдению эффекта Керга заключается в следующем: герметично запаянная кювета с жидкостью с впаенными в нее пластинками конденсатора (см. рисунок): При подаче на пластины конденсатора разности потенциалов между ними возникает эл. поле. В результате молекулярные диполи ориентируются по полю. Такая ориентированная жидкость обладает свойствами одноатомного кристалла с направлением оптической оси, совпадающей с направлением поля. В этом случае экран просвелеет, т.к. угол между оптической осью и плоскостью пропускания анализатора будет отличен от нуля. n0-ne=X*E(c.2); δ=2πdXE(c.2)/λ=BdE(c.2) (2). Эффект Керра обладает чрезвычайно малой инертностью. Время, в течении которого возникает преимущественная ориентация диполей при E≠0 составляет волну порядка τ =10(c.-10)c. |
             Эффект Керра - безинерционный световой запор, трансформирует колебания эл. поля в изменении интенсивности света и впервые использовался при записи звука на кинопленку. |