Следовательно:

iB +i2 =π2 ,

iB' = iB – закон отражения, следовательно:

iB ' +i2 =π2

Итак, мы показали, что отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны.

Закон Брюстера звучит так:

тангенс угла, при котором отраженный свет полностью поляризован в плоскости падения, равен относительному показателю преломления.

§33. Двойное лучепреломление

Все прозрачные кристаллы (кроме кристаллов кубической системы) обладают способностью двойного лучепреломления, т.е. раздваивания каждого падающего на них светового пучка. Это явление, впервые обнаружено датским ученым Э. Бартолином в 1669 году для исландского шпата и объясняется особенностями распространения света в анизотропных средах и непосредственно вытекает из уравнений Максвелла.

Если на толстый кристалл исландского шпата направить узкий пучок света, то из кристалла выйдут два пространственно разделенных луча, параллельных друг другу и падающему лучу: (А)

Рис.33.1

Даже в том случае, когда первичный пучок падает на кристалл нормально, преломленный пучок разделится на два; причем один из них является продолжением первичного (А), а второй отклонится (Б). Нужно отметить, что в кристалле исландского шпата имеется единственное направление, вдоль которого двойное лучепреломление не наблюдается.

Направление в оптически анизотропном кристалле, вдоль которого свет распространяется, не испытывая двойного лучепреломления, называется оптической осью кристалла.

31

Плоскость, проходящая через направление луча света и оптическую ось кристалла, называется главной плоскостью или главным сечением кристалла.

Кристаллы в зависимости от тела их симметрии бывают одноосные и двуосные, т.е. имеют одну или две оптические оси (к первым относится исландский шпат).

В одноосном кристалле один из лучей, образующихся при двойном лучепреломлении, подчиняется обычному закону преломления, поэтому его называют обыкновенным лучом, обозначается через “O”; второй луч называется необыкновенным и не подчиняется закону преломления – обозначается “е“. (В двуосных кристаллах оба преломленных луча ведут оптически необыкновенно).

Итак, обыкновенные лучи распространяются в кристалле по всем направлениям с

Для луча распространяющегося вдоль оптической оси, nо=ne; υ0 =υe , т.е. вдоль оптической оси существует только одна скорость распространения света. Различие υ0 и υe для всех

направлений, кроме направления оптической оси, и обуславливает явление двойного лучепреломления света в одноосных кристаллах.

В одноосном кристалле обыкновенные и необыкновенные волны - линейно поляризованы.

Обыкновенный луч линейно поляризован перпендикулярно плоскости чертежа ( на рисунке изображено точками – •••••), а необыкновенный – линейно поляризован в плоскости чертежа (

на рисунке изображено – ).

Вопросы для повторения

1.Какой свет называется естественным?

2.Какой свет называется поляризованным?

3.Какой свет называется плоскополяризованым?

4.Какой свет называется эллиптически поляризованным?

5.Как практически отличить плоскополяризованный свет от естественного?

6.Как изменяется интенсивность света за поляризаторм при его вращении вокруг пучка естественного света?

7.Чем замечателен угол Брюстера?

8.Как ориентированы два поляризатора, если естественный свет пропускается через два поляризатора и интенсивность уменьшилась вдвое?

9.Что называется оптической осью кристалла?

10.Какая плоскость кристалла называется главным сечением?

11.Какой луч называется обыкновенным?

12.Какой луч называется необыкновенным?

13.Чем обусловлено двойное лучепреломление в оптически анизотропном одноосном кристалле?

14.Чем отличаются двухосные кристаллы от одноосных?

15.Докажите, что при выполнении закона Брюстера отражённый и преломлённый лучи взаимно перпендикулярны.

32