7.5 Жарықтың шағылу мен сыну кезіндегі поляризациясы. Брюстер заңы

Жарық толқыны екі орта шекарасынан өткенде, жарық толқынының жартылай шағылуы болады. Шағылған сәуле нормальмен түсу бұрышына тең шағылу бұрышын түзіп, түсу жазықтығында жататындай бағытта болады.

Шағылған жарықтың интенсивтігі поляризация күйіне тәуелді болатындықтан, әртүрлі тәсілмен поляризацияланған жарық орта шекарасынан әртүрлі интенсивтікпен шағылады, шағылған жарық жартылай поляризацияланған болады (7.5-сурет).

7.5-сурет. Шағылу және сыну кезіндегі жарықтың поляризациялану сұлбасы.

Поляризация дәрежесі түсу бұрышына тәуелді. Мына жағдайда

(7.18)

tg(і+r)=¥ және І_||=0, яғни шағылған жарықта тек қана түсу жазықтығына перпендикуляр тербелістер болады. Шағылған толқын толық поляризацияланған болады. және (7.18) шартынан келесі өрнекті аламыз:

. (7.19)

(7.19) өрнегі Брюстер заңы деп аталады. Шағылған жарықта тек қана түсу жазықтығына перпендикуляр поляризацияланған толқын болады, і=і_Б бұрышы толық поляризация бұрышы не Брюстер бұрышы деп аталады.

7.6 Жарықтың қосарлана сынуы

Әртүрлі сыну көрсеткіші бар екі ортада сәуленің қосарланып сынуы болады. Кристалл осі сәуленің түсу жазықтығына перпендикуляр болсын делік Кәдімгі поляризацияланбаған жарық кристалға енгенде кәдімгі және кәдімгі емес сәулеге бөлінеді. Олардың сыну көрсеткіштері әртүрлі, сондай-ақ сыну бұрыштары да әртүрлі. Сынған сәулелер поляризацияланған болады: кәдімгі сәуленің поляризация жазықтығы сурет жазықтығымен бірдей болады, поляризация бағыты кристалл осіне перпендикуляр болады.

7.6-сурет. Жарық сәулесінің қосарлана сынуы.

Енді күрделі жағдайды қарастыралық: оптикалық ось бетке кейбір бұрышпен бағытталсын. Сурет жазықтығына перпендикуляр поляризация бағыты бар сәуле кәдімгі болады. Кәдімгі сәулелердің сәулелік беттерінің қималары шеңбер болады да, ол кристалдан сынбай өтеді (7.7-сурет).

Поляризация бағыттары

7.7-сурет. Кәдімгі және ерекше сәулелердің сәулелік беттерінің қималары.

Сол жақтағы көрсетілген сәулелер ерекше (немесе өзгеше) болып табылады. Ерекше сәулелер үшін, сәулелік беттерінің қималары эллипс болады. Жарықтың таралу бағыты осы эллипстер центрлерінен жанама нүктелеріне қарай өтеді. Сондықтан, кристалл бетіне нормаль түскен жағдайда да бұл сәулелер сынады.

7.7 Жарықтың жасанды қосарлана сынуы

Жасанды оптикалық анизотропия - сыртқы әсерлер нәтижесінде сәуленің қосарланып сыну құбылысын алудың жолдары көп. Үлкен тәжірибелік мәні бар анизотропия тәсілі - ол электр өрісі нәтижесінде анизотропия алу, зат молекулалары полярлы болса, олардың орналасуы өріс әсерінде кейбір жағдайда реттелген болады. Полярлы емес молекулалар өріс әсері нәтижесінде поляризацияланады. Поляризация бағыты жарықтың таралу жылдамдығының анизотропиясын анықтайтын оске айналады.

7.8-сурет. Керр ұяшығы қондырғысының сұлбасы.

Мұндай қондырғы Керр ұяшығы деп аталады (7.8-сурет). Жұмыс заты ретінде сұйық пайдаланылады. Оған параллель металл пластиналары батырылады; пластиналар жазық конденсатор құрайды, оның өрісі зат поляризациясын жасайды. Кәдімгі және кәдімгі емес сәулелердің көрсеткіштерінің айырымы Dn=n₀-n_e заттың сыну көрсеткішіне n және электр өрісінің кернеулігінің квадратына Е² пропорционал болады:

, (7.20)

мұндағы k − пропорционалдық коэффициенті Керр тұрақтысы деп аталады; ол заттың температурасы мен жарық толқынының ұзындығына тәуелді. Керр ұяшығын айқышталған поляризаторлар арасына қойып, оған импульсті кернеу беретін болсақ, жүйе арқылы өтетін жарықты басқаруға болады. Жарықты қайтадан қосу уақыты өте аз шама - шамамен 10^-12 с болады.