Шпаргалка по "Физике"

Заметим еще, что с изменение направления  волновой нормали меняется и направление  электрического вектора в обеих  линейно поляризованных волнах, на которые разделяется естественный свет, распространяющийся вдоль нормали. Вследствие этого меняется и поглощение таких волн, которое к тому же обычно зависит от длины волны. Это  приводит к зависимости окраски  кристалла от направления распространения  света. Такое явление называется дихроизмом (двуцветностью) или, лучше, плеохроизмом (многоцветностью).

Поляроиды

ПОЛЯРОИДЫ, прозрачные пленки (полимерные, монокристаллические  и др.), преобразующие неполяризованный свет в линейно поляризованный, т.к. пропускают свет только одного направления  поляризации. Это свойство широко используется для ослабления интенсивности света  в солнцезащитных очках переменной плотности, в автомобильных фарах, в фотографии для устранения бликов и т.п. 

3.16

Поляризатор и анализатор

Поляризатор (англ. polarizer) - устройство, применяемое для получения обычно полностью поляризованного света.

В зависимости от типа поляризованного света (эллиптический или плоскополяризованный), поляризаторы делятся на

1) линейные (плоскополяризованный свет)

• поляризационные призмы (напр. Николя из исландского шпата). В такого рода устройствах используется разложение света при входе в кристалл на два взаимоперпендикулярных пучка с разными показателями преломления (и, соответственно, разными направлениями движения), один из которых гасится в стенке призмы. Раньше применялись в поляризационных микроскопах, сейчас вытеснены дешёвыми поляроидами.
• поляроиды - специальные плёнки, в органической основе которых расположены соориентированные кристаллики, обладающие дихроизмом (турмалин, сульфат йодистого хинина). Сейчас применяются поляроиды на поливиниловой основе с заключёнными в них кристалликами сульфата йодистого хинина. Недостатком таких поляроидов является ограниченный срок службы.
• стопы - пачки тонких пластинок изотропных веществ, в которых происходит на границах пластинок гашение "лишней" составляющей.

2) циркулярные (эллиптически поляризованный свет)

• Для получения такого света используют комбинацию линейного поляризатор и пластинки в долю волны. В частности, для получения света, поляризованного по кругу, используют пластинку в четверть волны.

Анализатор по своим свойствам аналогичен поляризатору и служит для анализа поляризованного излучения.

3.17 Искусственная анизотропия. Применение искусственной анизотропии для анализа напряженных состояний (фотоупругость).

Искусственная анизотропия

Двойное лучепреломление  можно наблюдать  и в изотропных средах (аморфных телах), если подвергнуть  их механическим нагрузкам.

Изотропное  тело, подвергнутое упругим деформациям, может стать анизотропным и изменить состояние  поляризации проходящего  света. Это явление, открытое в 1818 г. Брюстером, получило название фотоупругости или пьезооптического эффекта. При одностороннем растяжении или сжатии тело становится подобным одноосному кристаллу с оптической осью, параллельной направлению приложенной силы. Мерой возникающей при этом оптической анизотропии служит разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей. Опыт показывает, что эта разность пропорциональна напряжению   в данной точке тела. От этого напряжения будет зависеть разность показателей преломления:   , где k – коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств вещества.

Поместим  стеклянную пластинку Q между двумя поляризаторами Р и А (рис. 11.14).

Рис. 11.14

В отсутствие механической деформации свет через  них проходить  не будет. Если же стекло подвергнуть деформации, то свет может пройти, причем картина на экране получится  цветная. По распределению  цветных полос  можно судить о  распределении напряжений в стеклянной пластинке (рис. 11.15).

Рис. 11.15

Это явление широко используется для определения  прочности деталей. Помещая прозрачные фотоупругие модели между поляризатором и анализатором и подвергая их различным нагрузкам, можно изучать распределения возникающих внутренних напряжений.

Явление искусственной анизотропии  может возникать  в изотропных средах под воздействием электрического поля (эффект Керра). На рис. 11.16 изображена так называемая ячейка Керра.

Рис. 11.16

Если  поляризаторы скрещены, то в отсутствие поля свет через ячейку Керра не проходит. В электрическом  поле между пластинками  конденсатора жидкость (используется обычно нитробензол) становится анизотропной. Свет, прошедший через  кювету, поворачивает плоскость поляризации, и система становится прозрачной. Ячейка Керра может служить  затвором света, который  управляется потенциалом  одного из электродов конденсатора, помещенного  в ячейку.

На  основе ячеек Керра  построены практически  безынерционные затворы и модуляторы света с временем срабатывания до 10^-12 с.

Величина  двойного лучепреломления  прямо пропорциональна  квадрату напряжённости  электрического поля:   (закон Керра). Здесь n - показатель преломления вещества в отсутствие поля,   , где   и   - показатели преломления для необыкновенной и обыкновенной волн, k – постоянная Керра.