ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
7 ПОСТРОЕНИЕ ГЮЙГЕНСА ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ СЛУЧАЕВ ДВОЙНОГО ЛУЧЕПРЕЛОМЛЕ-
НИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ
КРИСТАЛЛА
Для наглядного объяснения двойного лучепреломления и построения обоих преломленных лучей
в одноосном кристалле можно воспользоваться графическим методом, предложенным Х. Гюйген-
сом и являющимся обобщением принципа Гюйгенса на анизотропные среды. Для более глубокого
понимания построения Гюйгенса рассмотрим четыре основных случая падения неполяризованной
волны на поверхность анизотропного двоякопреломляющего кристалла, в качестве которого будем
использовать модель двоякопреломляющего кристалла в виде слоистой диэлектрической структу-
ры. При этом полученные результаты могут быть проверены на основе наглядного эксперимента в
сантиметровом диапазоне радиоволн.
Волновые поверхности в слоистой диэлектрической структуре аналогичны волновым по-
верхностям для отрицательных двоякопреломляющих одноосных кристаллов, которым, напри-
мер, является кристалл исландского шпата. Это позволяет широко использовать слоистые ди-
электрические структуры для моделирования кристаллооптических явлений в сантиметровом
диапазоне электромагнитных волн.
Рассмотрим основные случаи падения плоской электромагнитной волны на поверхность мо-
дели двоякопреломляющего кристалла, выполненного в виде слоистой диэлектрической струк-
туры.
1 Главная ось кристалла параллельна преломляющей грани и перпендикулярна к плоскости
падения волн. Модель двоякопреломляющего кристалла для сантиметровых электромагнитных
волн выполнена в форме полуцилиндра радиусом 15 см (рис. 23), что позволяет наблюдать двой-
ное лучепреломление только на одной диаметральной преломляющей грани.
Модель кристалла состоит из большого
числа листов органического стекла толщиной d
1
= 4 мм, расположенных параллельно друг
другу. Листы диэлектрика модели
кристалла лежат в плоскости падения волн, которые в
данном случае совпадают с плоскостью рис. 23.
Листы органического стекла соединены
между собой металлическими тонкими
шпильками с прокладками так, что между ними
имеются воздушные зазоры толщиной d
2
= d
1
= 4 мм.
Главная «оптическая» ось модели
кристалла (направление, перпендикулярное к
листам органического стекла)
расположена параллельно диаметральной преломляющей грани и перпендикулярно к плоскости
падения волн.
Рассмотрим наклонное падение плоской электромагнитной волны на преломляющую диа-
метральную грань модели кристалла. Допустим, что электрический вектор
Е линейно поляризо-
ванной волны, падающей на «кристалл», составляет с плоскостью падения угол 45°. Такое облу-
чение «кристалла» эквивалентно использованию неполяризованного излучения. Пусть угол па-
дения линейно поляризованной волны на преломляющую грань модели кристалла равен α, а
плоский фронт в начальный момент времени изображается линией АВ (рис. 24). За время τ, в те-
чение которого правый край фронта В распространяется в первой среде (воздух) до точки С, в
модели кристалла согласно принципа Гюйгенса возникнут около точки А две волны: обыкновен-
ная и необыкновенная, волновые поверхности которых имеют в плоскости чертежа форму ок-
ружности различного радиуса, так как электрический вектор
o
Е обыкновенной волны всегда
перпендикулярен главной оси кристалла, а электрический вектор
e
E необыкновенной волны
оказывается параллельным к главной оси модели кристалла. Линии CM и CN, проведенные из
точки С и являющиеся касательными к окружностям, определяют положение волновых фронтов
для преломленных обыкновенной и необыкновенной волн. Из треугольников АВС и АСМ имеем
Р 23
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- …
- следующая ›
- последняя »
