Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 179 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Как показано в § 4.10, в первом случае, для кристаллической "пластинки λ" при 0=ϕ интенсивность
монохроматического света, проходящего через анализатор, максимальна, а при
2
π
=ϕ
она равна нулю, т.е. при
0=ϕ
наблюдается интерференционный максимум, а при
2
π
=ϕ
– интерференционный минимум. Во втором
случае для "пластинки
2
λ
" при
0=ϕ
наблюдается интерференционный минимум, а при
2
π
=ϕ
–
интерференционный максимум. В обоих рассмотренных случаях поворот анализатора или поляризатора на угол
2
π
(т.е. переход от 0=ϕ к
2
π
=ϕ
или наоборот) вызывает изменение интерференционной картины на
дополнительную. Очевидно, что при произвольной разности фаз δ, не удовлетворяющей условиям (4.13.1),
интенсивность интерференционного поля, должна быть отличной от нулевой, но меньше максимальной
согласно формуле (4.10.22).
Если на анизотропную пластинку постоянной толщины падает линейно поляризованный
белый свет, то
при наблюдении через анализатор пластинка видна окрашенной. При изменении угла
ϕ , т.е. при вращении
анализатора или поляризатора, окраска пластинки изменяется. Это явление объясняется тем, что для различных
монохроматических составляющих белого света значения сдвига фаз
λ
π
=δ
d2
(n
o
– n
e
), определяющее результат
их интерференции, не одинаковы вследствие дисперсии, т.е. зависимости показателя преломления от длины
волны. При повороте анализатора на 90° интерференционная картина изменяется на дополнительную: если,
например, при
0=ϕ интерференционное поле было окрашено в красный цвет, то при
2
π
=ϕ
оно приобретает
зелёную окраску.
В том случае, когда толщина
d пластинки в разных местах не одинакова, а (n
o
– n
e
) = const, то в
монохроматическом свете значения разности фаз δ будут различны для различных участков пластинки.
Поэтому при наблюдении через анализатор такой пластинки в
монохроматическом свете на её поверхности
видна система тёмных и светлых интерференционных полос, соответствующим участкам пластинки, равной
толщины. В
белом свете эта пластинка приобретает причудливую разноцветную окраску, причём каждая
цветная интерференционная линия (изохромата) проходит через те точки пластинки, где её толщина
d
одинакова. Аналогичная картина наблюдается в пластинке, толщина которой всюду одинакова, но зато
различны разности показателей преломления (
n
o
– n
e
). В этом случае изохроматы соединяют точки, для которых
разности (
n
o
– n
e
) одинаковы.
Форма изохромат определяется симметрией двоякопреломляющего кристалла
и ориентацией его оптической оси. На рисунке 257 показаны интерференционные
полосы в случае пластинки одноосного кристалла, вырезанной перпендикулярно к
оптической оси. Интерференционная коноскопическая фигура получена в
скрещенных николях. Интерференционные полосы в соответствии с осевой
симметрией имеет концентрические окружности, которые пересечены тёмным
крестом. Если николи перевести в параллельное положение, то вся
интерференционная коноскопическая картина становится дополнительной, т.е.
положение светлого и тёмного крестов меняются местами.
Происхождение коноскопических изохромат легко понять, обратившись к
модели данного явления в сантиметровом диапазоне радиоволн. Впервые данное
явление в электромагнитном излучении наблюдал Дж.Ч. Бозе. В качестве модели
одноосного кристалла он вначале использовал бумажную ленту, свёрнутую в диск,
а позже – деревянный диск с концентрическими годичными кольцами. Большое
поглощение и невысокая анизотропия этих веществ не позволяет достаточно
убедительно демонстрировать это явление в радиодиапазоне. От указанных
недостатков свободна модель одноосного анизотропного кристалла, выполненная на
базе металлоленточной структуры (рис. 258). Она состоит из восьми концентрических
тонких металлических лент шириной
d = 40 мм каждая, установленных на расстоянии
a = 20 мм друг от друга. Другими словами, анизотропная двоякопреломляющая
пластинка выполнена в форме круга диаметром 30 см и имеет бесконечное
множество главных радиальных плоскостей, проходящих через единственную
центральную "оптическую" ось.
Эксперимент по наблюдению интерференционных коноскопических фигур в
расходящемся пучке сантиметровых волн проводят в следующей
последовательности. Устанавливают генератор СВЧ с передающей рупорной
антенной и приёмную рупорную антенну, соединённую с осциллографом, на одной
прямой на расстоянии друг от друга порядка одного метра. Между источником и
приёмником радиоволн, рассматриваемых как поляризатор и анализатор,
Рис. 257
Рис. 258

Страницы