31. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера.

Опыты показывают, что естественный свет поляризуется при отражении преломления на границе двух непрозрачных диэлектриков.

При этом в отраженном луче будут преобладать колебания, перпендикулярные плоскости падения (на рис. 278 они обозначены точками), в преломленном — колебания, параллельные плоскости падения (изображены стрелками)

Зокон Брюстера:

tg i_Б = n₂₁

(n₂₁ — показатель преломления второй среды относительно первой), отраженный луч является плоскополяризованным (содержит только колебания, перпендикулярные плоскости падения) (рис. 279). Преломленный же луч при угле падения i_B поляризуется максимально, но не полностью.

32.Искусственная оптическая анизотропия.

Искусственная оптическая анизотропия - сообщение оптической анизотропии естественно изотропным веществам.

Оптически изотропные вещества становятся оптически анизотропными под действием:

1) одностороннего сжатия или растяжения (кристаллы кубической системы, стекла и др.);

2) электрического поля (эффект Керра1; жидкости, аморфные тела, газы);

3) магнитного поля (жидкости, стекла, коллоиды). В перечисленных случаях вещество приобретает свойства одноосного кристалла, оптическая ось которого совпадает с направлением деформации, электрического или магнитного полей соответственно указанным выше воздействиям. Мерой возникающей оптической анизотропии служит разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей в направлении, перпендикулярном оптической оси:

г де k1, k2, k3 - постоянные, характеризующие вещество; σ — нормальное напряжение; Е и II — соответственно напряженность электрического и магнитного полей.

На рис. 287 показана схема установки для наблюдения эффекта Керра в жидкостях (установки для изучения рассмотренных явлений однотипны). Ячейка Керра — кювета с жидкостью (например, нитробензолом), в которую введены пластины конденсатора, помещается между скрещенными поляризатором Р и анализатором А.

При отсутствии электрического поля свет через систему не проходит. При наложении электрического поля жидкость становится двоякопреломляющей; при изменении разности потенциалов между электродами меняется степень анизотропии вещества, а следовательно, и интенсивность света, прошедшего через анализатор. На пути l между обыкновенным и необыкновенным лучами возникает оптическая разность хода

где В= - постоянная Керра.

Эффект Керра — оптическая анизотропия веществ под действием электрического поля — объясняется различной поляризуемостью молекул жидкости по разным направлениям. Это явление практически безынерционно, т. е. время перехода вещества из изотропного состояния в анизотропное при включении поля (и обратно) составляет приблизительно 10"10 с. Поэтому ячейка Керра служит идеальным световым затвором и применяется в быстропротекающих процессах (звукозапись, воспроизводство звука, скоростная фото и киносъемка, изучение скорости распространения света и т.д.), в оптической локации, в оптической телефонии и т. д.

Искусственная анизотропия под действием механических воздействий позволяет исследовать напряжения, возникающие в прозрачных телах. В данном случае о степени деформации отдельных участков изделия (например, остаточных деформаций в стекле при закалке) судят по распределению в нем окраски. Так как применяемые обычно в технике материалы (металлы) непрозрачны, то исследование напряжений производят на прозрачных моделях, а потом делают соответствующий пересчет на проектируемую конструкцию.