Интерференция поляризованных лучей

Предварительно укажем, что интерференция поляризованных лучей может наблюдаться только в том случае, если колебания вектора во взаимодействующих лучах совершаются вдоль одного направления. Если это условия не выполнено, то для наблюдения интерференции можно использовать составляющие векторов, параллельные некоторому направлению. Для этого можно пропустить лучи через поляризатор, расположенный так, что его ось составляет примерно одинаковые углы (для получения более отчетливой интерференционной картины) со световыми векторами накладывающихся лучей.

Пропустим через пластинку, вырезанную параллельно оптической оси кристалла пучок естественного света. После прохождения пластинки толщиной между «о» и «е» лучами возникла разность хода

(29.6)

или разность фаз

. (29.7)

Однако ожидаемая интерференционная картина наблюдаться не будет. Дело в том, что обыкновенный и необыкновенный лучи, составлявшие естественный пучок, образовались в основном из различных цугов волн. А различные цуги не когерентны.

Направим теперь на ту же кристаллическую пластинку пучок плоско поляризованного света. В этом случае колебания каждого цуга волн разделяются между обыкновенным и необыкновенным лучами, с амплитудами определяемыми углом между плоскостью колебаний в исходном луче и оптической осью пластинки. Если после прохождения пластинки «о» и «е» лучи пропустить через поляризатор, то их составляющие, с колебаниями в плоскости поляризатора, будут интерферировать. Результат интерференции определится разностью фаз (29.7).

Прохождение света через кристаллическую пластинку

Рассмотрим особенности прохождения плоско поляризованного света через пластинку, вырезанную так, что ее поверхность параллельна оптической оси при нормальном падении света на поверхность пластинки. Оптическая разность хода между «о» и «е» лучами определяется всоответствии с (29.6) разностью показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей и толщиной пластинки . Пластинка, для которой , называется пластинкой в четверть волны; если - то пластинкой в полволны.

При прохождении плоско поляризованного света через четвертьволновую пластинку возникают две волны, поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях, с разностью хода на выходе из пластинки , т.е. реализуется ситуация рассмотренная нами ранее – получается эллиптически поляризованный свет.

Такая пластинка может быть использована для различения эллиптически поляризованного и частично поляризованного света, которые обычным поляризатором неразличимы.

Если на пути эллиптически поляризованного света поставить пластинку в четверть волны, расположив ее осью вдоль одной из полуосей эллипса, то она внесет дополнительную разность фаз между лучами, образовавшими эллиптически поляризованный свет, равную .

Суммарный сдвиг фаз между лучами станет, равна 0 и , в результате свет из эллиптически поляризованного станет плоско поляризованным. На частично поляризованный свет пластинка в четверть волн влияния не окажет.

Легко сообразить, что пластинка в полволны поворачивает (рисунок 29.18) плоско поляризованный свет на угол , где - угол между плоскостью колебаний падающего луча и осью пластинки. Необыкновенный луч приобретает дополнительное отличие по фазе на , т.е. оказывается направленным противоположно первоначальному направлению. Плоскость колебаний результирующего поворачивается на .