Лекции по физике (стр. 9 из 24)
 Y Y E1 E2 X X |
;
-
такие колебания будут происходить в некоторой точке за кристаллической пластинкой. В обоих случаях циркулярно поляризованный свет превращается в линейно поляризованный. Но в первом случае плоскость поляризации пересекает плоскость XOY по второму и четвертому квадрантам, во втором - по первому и третьему квадрантам.
 Y Y Y X X X |
А теперь рассмотрим, как действует пластинка в l/4 на эллиптически поляризованный свет.
Поворачивая анализатор, можно определить направления максимума и минимума электромагнитных колебаний. Проделав мысленно такие манипуляции, совместим направление, например, оси OY с большой осью эллипса. Тогда аналитическая запись колебаний вектора 
будет выглядеть так:
.
От круговых колебаний эту запись отличает лишь неравенство Ex и Ey. Поэтому после прохождение пластинки в l/4 такой свет станет линейно поляризованным. В отличии от случая круговой поляризации направление колебаний не будет составлять угла в 450 с осями, а то, по каким квадрантам пройдет направление колебаний, зависит от того, право- или лево-поляризованным является эллиптически поляризованный свет.
11.7. Естественное вращение плоскости поляризации
Некоторые вещества, например, раствор сахара обладают способностью поворачивать плоскость поляризации линейно поляризованного света. Объяснение этого явления достаточно просто.
Причиной вращения (поворота) плоскости поляризации является то, что лево- и право-поляризованный по кругу свет распространяется в таких веществах с различной скоростью, а луч линейно поляризованного света можно представить как сумму двух лучей, поляризованных по кругу в разные стороны:
.
В веществе, которое обладает способностью поворачивать плоскость поляризации, скорости распространения циркулярно право- и лево-поляризованного света различны. Поэтому,
.
Сопоставив эту запись с первоначальной
,
мы увидим, что плоскость поляризации повернулась на угол
.
В промышленности эффект вращения плоскости поляризации при прохождении света через раствор сахара практически применяется для измерения концентрации раствора.
11.8. Эффект Зеемана и поляризация
Исходя из понимания, что излучение световой волны происходит в результате колебаний электрического диполя, рассмотрим поведение диполя в магнитном поле.
На движущийся со скоростью 
действует сила Лоренца
.
В результате, естественно, характер движения электрона в ходе колебаний изменится. Перейдем, однако, во вращающуюся систему координат. В такой системе на тот же электрон будет действовать сила Кориолиса
,
где W - скорость вращения системы отсчета.
 ,Z Y pxy   qWt X |
Зависимость этих сил от скорости с одной стороны, и от поля 
и от скорости вращения с другой - одинаковы. Это обстоятельство позволяет нам просто решить задачу о колебаниях электрического диполя в магнитном поле: направив скорость вращения системы вдоль магнитного поля и подобрав нужную скорость вращения системы, мы можем добиться компенсации силы Лоренца и силы Кориолиса. В результате во вращающейся системе отсчета колебания будет происходить “обыкновенным” способом, как они происходили бы в отсутствии магнитного поля. Для этого необходимо лишь выполнение условия
при подходящем направлении вращения системы.
Высказанные утверждения составляют суть (и доказательство) теоремы Лармора.
Нас, разумеется, будет интересовать излучение в лабораторной, неподвижной системе отсчета. Такое излучение в определенном направлении определяется составляющей вектора дипольного момента, перпендикулярной этому направлению.
Проще всего обстоит дело с z-составляющей амплитуда ее колебаний остается неизменной. Мы можем записать для нее выражение 
. Это некоторый колеблющийся диполь, направленный вдоль оси OZ - его излучение имеет максимум в плоскости XOY.
Запишем теперь выражения для других составляющих:
;
.
Преобразуем эти выражения:
.
Итак, мы убедились, что в направлении оси OZ, в направлении магнитного поля диполь излучает две волны. Они различаются частотами ( 
) и поляризованы по кругу в противоположных направлениях.
 Z cc Y c 0 X |
Вообще говоря, для анализа эффекта Зеемана необходим квантовый подход. Позднее мы еще вернемся к этому вопросу, а пока лишь отметим, что классическая физика объясняет только так называемый простой эффект Зеемана. На основе эффекта Зеемана ниже будет проанализирован эффект магнитного вращения плоскости поляризации света.
11.9. Искусственное двойное лучепреломление
Сколько-нибудь детально строением кристаллов мы заниматься не будем (или - не можем). Причины возникновения анизотропии, которая является причиной двойного лучепреломления, для нас останутся загадкой. Поэтому для нас особенно ценно обсуждение искусственного двойного лучепреломления, когда причины анизатропии совершенно прозрачны.
  E   |
Может, не самым простым, но имеющим большую практическую ценность, является создание анизотропии с помощью электрического поля. если молекулы вещества полярны, их расположение под действием поля становится в определенной степени упорядоченным. Неполярные молекулы под действием поля поляризуются. Направление поляризации и становится осью, определяющей анизотропию скорости распространения света.