Интерференция поляризованных лучей

Явления интерференции поляризованных лучей исследовались в классических опытах Френеля и Араго (1816г.), доказавших поперечность световых колебаний (рис. 6.15). Суть их в зависимости результата интерференции от угла между плоскостями световых колебаний: полосы наиболее контрастны при параллельных плоскостях и исчезают, если волны поляризованы ортогонально. Прошедшее через поляризатор P излучение точечного источника S возбуждает вторичные волны в плоскости экрана с отверстиями S₁ и S₂. Полуволновая кристаллическая пластинка Q в сочетании с обычной стеклянной пластиной G позволяет изменять угол между плоскостями поляризации интерферирующих лучей. Если оптическая ось пластинки параллельна направлению про
пускания поляризатора P, обе волны E₁ и E₂ в плоскости наблюдения поляризованы одинаково (рис. 6.15а). Поворот пластинки на угол a поворачивает вектор Е₁ на 2a (вектор E' на рис. 6.15б). Если наблюдать интерференционные полосы через анализатор, то при его повороте на p/2 картина инвертируется: из-за дополнительной разности фаз p темные полосы становятся светлыми и наоборот.

Вообще, при прохождении поляризованного света через кристалл разность хода D между двумя компонентами поляризации зависит от толщины пластинки, среднего угла преломления и разности показателей n_o и n_e. Очевидно, что возникающая при этом разность фаз d различна для разных длин волн и, тем самым, интерференционные картины оказываются окрашенными. Для плоскопараллельных пластинок наблюдаются полосы равного наклона, а для тонких клиновидных пластинок – полосы равной толщины.

Схема поляризатор – пластинка – анализатор (рис. 6.16) пригодна для наблюдения так называемой интерференции в параллельных лучах. Формула (6.9) позволяет для любой фазовой пластинки, создающей разность фаз d, рассчитать интенсивность на выходе при скрещенных поляризаторе и анализаторе и заданной ориентации оптической оси пластинки (угол j).

. (6.9)

Более сложные коноскопические картины наблюдаются при интерференции сходящихся поляризованных лучей: проявляющиеся за анализатором линии постоянной разности фаз называют в этом случае изохроматами. На рис. 6.17 три левые фотографии представляют коноскопические картины в одноосном и двухосном кристаллах. Справа – одна и две кварцевые пластинки в скрещенных поляризаторе и анализаторе.