Інтерференція поляризованих променів

Якщо на пластинку, вирізану паралельно оптичній осі, нормально направити плоскополяризованну хвилю, в якій напрями коливань електричного вектора складають з оптичною віссю деякий кут, то з пластинки вийдуть дві хвилі із взаємно перпендикулярними напрямками коливань вектора напруженості електричного поля. Для того щоб спостерігати інтерференцію цих хвиль, коливання вектора напруженості в складаються хвилях мають бути однаковими. Тому на шляху світла, що вийшло з пластинки, потрібно поставити ще один поляризатор. Тоді хвилі будуть інтерферувати. Результат інтерференції буде залежати від оптичної різниці ходу хвиль, що складаються.

Якщо світло монохроматичне і товщина пластинки всюди однакова, на виході вийде рівномірна освітленість, без характерних для інтерференційної картини чергувань максимумів і мінімумів інтенсивності. Залежно від різниці ходу звичайного і незвичайного променів, що купується в двупреломляющих платівці, спостерігач бачить цю пластинку (у світлі, що виходить з аналізатора) темною або світлою в монохроматичному світлі або забарвленою – в білому. Інтерференція в цьому випадку проявляє себе в перерозподілі енергії для різних взаємних положень площин поляризаторів і. Якщо, наприклад, при паралельних площинах поляризаторів ми маємо максимум інтенсивності, то, повернувши поляризатор на, ми отримаємо мінімум інтенсивності. Якщо пластинка неоднорідна по товщині або за показником заломлення, її ділянки, в яких ці параметри однакові, видно відповідно однаково темними або світлими або однаково забарвленими. Лінії однакової кольоровості називають ізохромамі. При кожному відносному розташуванні поляризаторів та інтенсивність виходить з поляризатора світла, як видно з (5.2), буде залежати від товщини пластинки і довжини хвилі падаючого випромінювання.
Якщо пластинку взяти у вигляді клину, оптична вісь якого паралельна його ребру і становить деякий відмінний від нуля кут з площинами пропускання поляризаторів, то інтерференційна картина буде являти собою сукупність темних і світлих смуг, паралельних ребру клина. Перехід до кожного наступного максимуму відповідає зміні оптичної різниці ходу (5.2) на одну довжину хвилі. У білому світі картина буде барвистою: вона складатиметься з різних відтінків, періодично повторюваних в просторі уздовж клина.

 

Спостерігати интерференционную картину поляризованих променів можна, помістивши між двома поляризаторами пожмаканий шматок целофану. Цей пакувальний матеріал роблять з віскози, продукту переробки деревини. При виготовленні целофанова плівка сильно розтягується, вибудовуючи ланцюжками довгі органічні молекули. Тому целофан володіє сильною анізотропією. Прозора целофанова плівка, поміщена між двома поляризаторами, забарвиться в дивовижні за чистотою і яскравості кольору (рис. 5.17). При повороті одного з поляризаторів кольори будуть змінюватися на додаткові: червоний зробиться зеленим, синій – жовтим і навпаки.

Використовуючи інтерференцію поляризованих променів, можна виявити структуру анізотропних об’єктів, що лежить за межами звичайного оптичного дозволу. Для цього перед освітлювальною системою мікроскопа поміщається поляризатор, а після об’єктиву – аналізатор. Поляризатор пропускає до предмета тільки поляризоване світло. У випадку, коли предмет володіє подвійним променезаломлення, при схрещених поляризаторі і аналізаторі в темному полі зору мікроскопа видно темні, світлі або пофарбовані інтерференційні смуги, вид яких залежить від положення об’єкта відносно площини поляризації і від величини подвійного променезаломлення.

Звичайний аспірин, або ацетилсаліцилова кислота, має анізотропну кристалічну структуру. Під мікроскопом його кристали нагадують голки, що розходяться з однієї точки (ріс.5.19а), тобто мають сильну анізотропією.
Для спостереження аспірину в поляризованих променях потрібно взяти одну таблетку, потовкти її в ступці, і вийшов порошок розчинити в спирті. Далі потрібно капнути дві-три краплі розчину на предметне скло і дати йому висохнути. Якщо розглянути вийшов препарат під мікроскопом в поляризованому світлі, то в деяких ділянках препарату можна побачити картину, схожу на наведену на рис. 5.19б. При звичайному ж освітленні кристали аспірину безбарвні.
На рис. 5.19в наведена фотографія, отримана при спостереженні аспірину в поляризованому світлі при великому збільшенні (збільшено в 200 разів).

Посилання на основну публікацію