Поляризация при двойном лучепреломлении. Обыкновенные и необыкновенные лучи.

Поляризация света при отражении. Формулы Френеля. Угол Брюстера, закон Брюстера.

Поляризация света может происходить не только при пропускании его через поляризатор, но и при отражении световой волны от границы раздела двух диэлектрических сред. Формулы для коэф отражения световой волны, в которой E либо //, либо ⊥ плоскости падения, предложил Френель. Плоскость падения – плоскость, в которой лежат подающий, отражённый, преломлённый и нормаль к точке раздела.

(1)

.

Где i –угол падения, r –угол преломления. Из (1) => при i+r=90,

Угол Брюстера -угол падения луча неполяризованного света, при котором весь свет, отраженный от поверхности диэлектрика, является плоскополяризованным.

– закон Брюстера.

Двойное лучепреломление заключается в том, что один луч, падающий на кристалл (кроме кристаллов кубической симметрии) разделяются на два луча, которые идут в разных направлениях с разными скоростями.

Эти лучи являются поляризованными по взаимно перпендикулярными плоскостями. Один называется обыкновенный и обозначается «О», второй – необыкновенный «е».

Обыкновенный луч подчиняется законам преломления, в частности, если падает на поверхность кристалла нормально, то он не меняет своего преломления. Необыкновенный луч не подчиняется этим законам.

Существует направление в кристалле, в котором оба луча идут с одной скоростью не разделяясь. Это направление называется оптической осью кристалла. Плоскость, проведённая через оптическую ось кристалла и падающий луч, называются сечением или главной плоскостью кристалла. Причина двойного лучепреломления является изотропия кристаллов, т.е. свойства кристаллов различаются по разным направлениям. Отметим, что обыкновенный луч поляризован в плоскости перпендикулярной главной плоскости и главного сечения, а Необыкновенный – плоскости параллельной главной плоскости.

Для необыкновенного луча все направления в пространстве не будут эквивалентными, т.к. E в этом луче будет направлен под разными углами к оптической оси.

По этой причине волновой фронт точечного (вторичного) источника обыкновенной волны будет представлять собой сферу, а Необыкновенные волны – эллипсоид вращения.

В связи с этим скорость обыкновенной волны не зависит от направления и среду для обыкновенной волны можно охарактеризовать как .

Необыкновенную волну можно характеризовать скоростью в направлении перпендикулярном оптической оси - .

По виду волновой поверхности и по соотношению скоростей и и кристаллы с двумя лучепреломлениями подразделяются на положительные и отрицательные.

Для положительных > => . Для отрицательных кристаллов - < => .

+ кристалл – кварц

- кристалл – исландский шпат.

Исходя из волнового фронта по принципу Гюйгенса можно объяснить двойное лучепреломление.