Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 153 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 232
Плоскости распила полируются, а затем склеиваются канадским бальзамом. Продольное и поперечное сечение
призмы показано на рис. 232. Главная ось составляет с основанием призмы угол 48°. Диагональная плоскость
BD наклонена к ребрам BC и AD под углом 22°. На переднюю грань АВ призмы падает неполяризованное
излучение от источника света S. В призме свет распадается на два луча: обыкновенный о (
=
о
n 1,658) и
необыкновенный е (
=
′
e
n 1,515). Канадский бальзам имеет показатель преломления п = 1,550. Так как
о
nnn
e
<<
′
, то слой канадского бальзама оптически менее плотен, чем исландский шпат для обыкновенного
луча и оптически более плотен для необыкновенного луча. Обыкновенный луч падает на поверхность BD
канадского бальзама под углом 76,5°, большим предельного, и, претерпев полное внутреннее отражение,
поглощается в оправе призмы. Необыкновенный луч свободно проходит через слой канадского бальзама и
после преломления на задней грани DC выходит из призмы параллельно падающему лучу S. Таким образом,
призма Николя преобразует естественный неполяризованный свет в линейно поляризованный. Электрический
вектор
e
E необыкновенной волны, выходящий из николя, лежит в главной плоскости призмы, проходящей
через луч и оптическую ось. При повороте призмы Николя вокруг луча S на некоторый угол на такой же угол
повернётся и линия поляризации света, выходящего из призмы.
4.9. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПЫТОВ ГЮЙГЕНСА
С ДВУМЯ ДВОЯКОПРЕЛОМЛЯЮЩИМИ КРИСТАЛЛАМИ
В своём "Трактате о свете" Христиан Гюйгенс впервые объяснил возникновение двойного
лучепреломления, введя различные волновые поверхности (сферическую и эллипсоид вращения) для
обыкновенной и необыкновенной волн. Однако он не смог объяснять явления, возникающие при прохождении
света через два кристалла исландского шпата. На основании развитой теории Х. Гюйгенс пришел к выводу о
том, что если из первого кристалла исландского шпата выходят два луча, то из второго кристалла,
установленного на пути этих лучей, должно выходить четыре луча. Поставленный Гюйгенсом эксперимент с
двумя кристаллами исландского шпата показал, что действительно наблюдаются четыре луча, но не всегда!
Х. Гюйгенс не смог найти удовлетворительного объяснения своим опытам, так как явление поляризации света
при двойном лучепреломлении было открыто значительно позже Э. Малюсом, который и ввёл термин
"поляризация". Однако следует отметить, что Х. Гюйгенс в своих опытах с двумя двоякопреломляющими
кристаллами был очень близок к открытию поляризации света, полагая, что световые волны, выходящие из
анизотропного кристалла, "приобрели известную форму и расположение".
Учитывая важность изучения опытов Гюйгенса для углублённого понимания студентами сложных
вопросов кристаллооптики, рассмотрим возможность их постановки в больших аудиториях в сантиметровом
диапазоне электромагнитных волн (λ = 3,2 см). В качестве моделей двоякопреломляющих кристаллов для
радиоволн можно использовать искусственные металлоленточные прямоугольные призмы с углом при
вершине, равном α = 30° (рис. 233). Призмы изготавливаются из тонких металлических листов, установленных
на расстоянии а = 20 мм друг от друга. За главную "оптическую" ось двоякопреломляющей призмы примем
направление, перпендикулярное к металлическим лентам. Как показано в § 4.6, для обыкновенной волны,
электрический вектор
о
E которой перпендикулярен главной оси призмы, её эквивалентный показатель
преломления равен n
o
= 0,6. Для необыкновенной волны, вектор
e
E
которой параллелен главной оси призмы,
её показатель преломления равен
n
e
= 1. Таким образом, двоякопреломляющая металлоленточная призма будет
отклонять обыкновенную волну от направления первоначального распространения в соответствии с законом
Снеллиуса, а необыкновенную – не будет отклонять от первоначального направления распространения. Можно
показать, что при падении обыкновенной волны на катетную грань металлоленточная прямоугольная призма
отклоняет волну от первоначального направления распространения на угол
γ = α – arcsin (n
o
sinα), (4.9.1)

Страницы