Кристаллдан өткен поляризацияланған сәулелердің интерференциясы

Жарық тың анизотропты кристалда таралғ анда байқ алатын физикалық қ ө былыстарды жарық тың поляризациясын басқ ару ү шін пайдалануғ а болады. Мә селен, компенсатор кө мегімен поляризацияланғ ан жарық шоғ ын поляризация эллипсінің параметрлерімен басқ аруғ а болады. Практикада кө бінесе сызытқ ы поляризацияны дө ң гелек поляризацияғ а жә не керісінше тү рлендіру, жә не де сызық ты поляризация бағ ытын немесе циркулярлық -поляризацияланғ ан толқ ындағ ы айналыс бағ ытын ө згерту қ ажет болады. Осы мақ сат ү шін анизотропты кристалдардан жасалғ ан – ширек толқ ындық жә не жарты – толқ ындық деп аталатын арнайы пластинкала қ олданылады.

Жазық монохроматты жарық толқ ыны бірө сті анизотропты кристалдан оның оптикалық ө сіне параллель етіліп кесіліп алынғ ан, яғ ни кристалдың оптикалық ө сі жарық тү сетін пластинак қ ырына параллель болатындай кесіліп алынғ ан, кристалдық пластинкағ а нормаль тү скенде болсын (1-сурет), ол кристалғ а еніп сызық ты поляризацияланғ ан поляризация бағ ыттары ортогональ екі толқ ынғ а – кә дімгі жә не ө згеше толқ ындарғ а ыдырайды. Кристалдың кә дімгі толқ ын ү шін сыну кө рсеткіші n₀, ал ө згеше толқ ын ү шін n_е, сондық тан кристалда таралғ анда кә дімгі жә не ө згеше толқ ындар арасында ө рнегімен анық талатын фазалар айырымы пайда болады. Жарық ө рісінің ортогональ қ ұ раушылар арасындағ ы фазалар айырымының ө згеруі жарық толқ ының поляризация кү йін ө згертеді. Осы эффект жарық тың поляризациясын басқ аратын пластинкалардың ә рекеті негізіне алынады.

Оптикалық ө сіне параллель кесіліп алынғ ан берілген кристалдық пластинканың h қ алың дығ ына байланысты ол арқ ылы ө ткен жарық тың поляризация сипаты бір-бірінен ө згеше болады. Енді практикалық мә ні бар бірнеше дербес жағ дайларды қ арастырайық.

1. Ширек толқ ындық пластинка (пластинка в четверть волны; пластинка) - оптикалық ө сіне параллель етіліп кесілген кристалдық пластинка; қ алың дығ ы h осы пластинка ү шін кә дімгі жә не ө згеше сә улелер арасындағ ы оптикалық жол айырымы толқ ын ө зындығ ының ширегіне тең немесе толқ ын ө зындық тың жартысына еселі шамағ а ү лкендеу (қ алың дау) болады:

немесе (), (*)

мұ ндағ ы «+ң таң басы теріс кристалдарғ а, ал «-ң таң басы оң кристалдарғ а сә йкес келеді. Берілген жағ дайда фазалар айырымы немесе болады да (6) тең деуі мына тү рге келеді

, (7)

яғ ни жарты ө стері пластинканың бас ө стері бойында (х, у ө стері бойында) жататын эллипс тең деуіне айналады. Егер (поляризатордан шық қ ан жазық поляризацияланғ ан сә уленің электрлік векторы мен кристалдың оптикалық осі арасындағ ы бұ рыш) 45⁰-қ а тең болса, онда болады да (7) тең деуі мына тү рге келеді (шең бер тең деуі):

;

берілген жағ дайда кристалдық пластинка арқ ылы ө ту нә тижесінде жазық поляризацияланғ ан жарық циркулярлық (доң гелектік) поляризацияланғ ан жарық қ а айналады.

Ширек толқ ындық пластинка ө те жө қ а болады. Мысалы, исландия шпаты ү шін n₀-n_e=0, 172. Осы кристалдан жасалғ ан ширек толқ ындық пластинканың сары тү с ү шін қ алың дығ ы мынағ ан тең:

h=5, 89× 10^-5/(4× 0, 172)=8, 6× 10^-5см.

Осындай пластинканы дайындау іс жү зінде аса қ иын. Бірақ та қ алың дығ ы (мұ ндағ ы m – қ айсыбір бү тін сан) пластинканың ширек толқ ындық пластинкағ а толығ ынан баламалы болатындығ ын кө рсетуге болады. Қ алың ырақ пластинканы жасау ерекше қ иындық туғ ызбайды.

2. Жарты толқ ындық пластинка (пластинка в полдлины волны; пластинка) - кә дімгі жә не ө згеше сә улелер арасындағ ы оптикалық жол айырымы немесе (), болатын, оптикалық ө сіне параллель етіліп кесіліп дайындалғ ан кристалдық пластинка; мұ ндағ ы «+ң таң басы теріс кристалдарғ а, «-ң таң басы оң кристалдарғ а сә йкес келеді. Осы жағ дайда фазалар айырымы немесе болады да [(1)-ді қ араң ыз] (6) тең деуі мына тү рге келеді

;

яғ ни кристалдық пластинкадан ө ткеннен кейін жарық толқ ыны тү скен толқ ын сияқ ты жазық поляризацияланғ ан кү йінде қ алады, бірақ тербеліс бағ ыты вв қ алыпқ а ауысып, бұ рышқ а ө згереді (2-сурет).

3. Бү тін толқ ындық пластинка (пластинка в целую волну; пластинка) - кә дімгі жә не ө згеше сә улелер арасындағ ы оптикалық жол айырымы немесе болатын, оптикалық ө сіне параллель етіліп кесіліп дайындалғ ан кристалдық пластинка; мұ ндағ ы «+ң таң басы теріс кристалдарғ а, «-ң таң басы оң кристалдарғ а сә йкес келеді. Осы жағ дайда болады да [(1)-ді қ араң ыз] (6) тең деуі мына тү рге келеді

;

жарық кристалдық пластинкадан ө ткеннен кейін тербеліс бағ ыты ө згерместен (аа бойындағ ы тербелістер, 2-сурет) жазық поляризацияланғ ан кү йінде қ алады.