Поляризація при подвійному променезаломленні в кристалах

При проходженні світла крізь кристали (за винятком тих, котрі належать до кубічної системи) світловий промінь роз'єднується на два промені, які поляризовані у взаємно перпендикулярних площинах (рис. 6.23). Це явище одержа­ло назву подвійного променезаломлення. Для одного з цих двох променів не виконуються закони заломлення світла (він відхиляється від напрямку падаючого променя навіть при нульовому куті падіння на передню грань кристала) і тому він називається незвичайним Другий промінь, який задовольняє законам заломлення, зветься звичайним Подвійне променезаломлення пояснюють різними швидкос­тями поширення звичайних та незвичайних проме­нів і тому різними показниками заломлення

Рис. 6.23. Подвійне променезаломлення в кристалі.

Хід звичайних та незвичайних променів у кристалах можна наочно уявити за допомогою хвильових поверхонь. Уявіть, що всередині кристала відбувся світловий спалах, внаслідок чого в усі боки поширюються дві хвилі: звичайна та незвичайна. В деякий момент часу їх хвильові поверхні займуть положення, відображене на рис. 6.24. Сферичний фронт відповідає звичайній хвилі, а еліпсоїдальний - незвичайній, швидкість поширення якої залежить від напрямку. Для "додатних" кристалів (рис. 6.24а), а

для "від'ємних" (мал. 6.24б). У кристалах існує напрямок, вздовж якого звичайний та незвичайний промені поширюються з однаковими швидкостями просторово не розділяючись. Цей напрямок називається оптич­ною віссю кристала. Найбільша різниця швидкостей звичайного та незвичайного променів спостерігається в напрямку, перпендикулярному оптичній вісі кристала. Пло­щина в кристалі, яка проходить крізь оптичну вісь та падаючий промінь, називається головною. У звичайному промені вектор Е коливається перпендикулярно головній площині, а у незвичайному - в головній площині.

Рис. 6.24. Поширення в кристалі звичайної та незвичайної хвиль.

Поляризовані промені виходять з кристала під дуже малими кутами. Треба підкреслити, що при виході з кристала обидва промені відрізняються лише площинами поляризації, саме тому назва "звичайний" та "незвичайний" має сенс лише всередині кристала. Для просторового розведення променів використовують різні засоби. Най­більш поширеним є використання призми Ніколя (рис. 6.25). З кристала ісландського шпату вирізають дві призми, а потім склеюють їх канадським бальзамом, показник заломлення якого має значення, проміжне між значен­нями показників заломлення ісландського шпату для звичайного та незвичайного променів:

Рис. 6.25. Отримання поляризованого світла за допомогою призми Ніколя.

Кути в призмі підібрані таким чином, щоб звичайний промінь на поверхні канадського бальзаму зазнав повне внутрішнє відбиття і відхилився вбік. Незвичайний промінь проходить прошарок канадського бальзаму і виходить з кристала (для нього не виконується умова повного внутрішнього відбиття, тому що