![]() |
![]() |
|||
Категории: АстрономияБиология География Другие языки Интернет Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Механика Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Транспорт Физика Философия Финансы Химия Экология Экономика Электроника |
Дифракция рентгеновских лучей на кристаллахЕсли рентгеновские лучи являются волнами, то они должны испытывать дифракцию. Действительно, дифракция была обнаружена при отражении рентгеновских лучей от кристаллов. Если параллельный пучок падает на кристалл, то он проникает в кристалл, практически не преломляясь, и отражается от атомных плоскостей (рис. 2.4). Приравняем разность хода волн, отраженных от соседних параллельных плоскостей к условию усиления волн, и в результате получим:
3. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА Естественный и поляризованный свет. Если свет это поперечные волны, то должны существовать явления, которые зависят от поляризации света, то есть от направления колебаний световых векторов волн. Глаз человека не воспринимает поляризацию света, так как для фотохимической реакции чувствительных элементов глаза важна величина энергии света, а не направление колебаний световых векторов. Исследование поляризации света началось с открытия явления двойного лучепреломления света в кристаллах.
1. Поляризация света при отражении от диэлектриков Пусть пучок естественного света падает под некоторым углом на гладкую поверхность диэлектрика, на которой он частично отражается и частично преломляется. Разложим световые векторы фотонов в падающем пучке на два направления, параллельно и перпендикулярно плоскости падения. Отраженный свет состоит из волн, излученных электронами диэлектрика, которые совершают вынужденные колебания под действием электрического поля преломленной волны. Известно, что в направлении колебаний электрон не излучает волн. Рассмотрим отражение компоненты луча света, в которой световые векторы совершают колебания параллельно плоскости падения. Если угол между преломленным лучом света и отраженным будет точно равен 90о, то направление колебаний электронов диэлектрика окажется параллельным направлению отраженного луча. Но в этом направлении электроны не излучают, и, значит, отраженного луча не будет (рис. 3.2а). Но зато отразится вторая компонента луча света, в которой световые векторы совершает колебания перпендикулярно плоскости падения (рис. 3.2б). Этот свет будет плоскополяризованным. При падении естественного света под другими углами в отраженном свете будут обе компоненты, и свет будет поляризован частично. При максимальной поляризации угол преломления g = 90о –b, а sin (90о– ) = cos . По закону преломления света Откуда получим: Это уравнение закона Брюстера: тангенс угла максимальной поляризации света при отражении от диэлектриков равен относительному показателю преломления. . 2. Двойное лучепреломление В анизотропных кристаллах, в отличие от изотропных веществ, физические свойства зависят от направления, например диэлектрическая проницаемость и связанная с ней скорость света: Пусть на поверхность кристалла падает нормально естественный свет. Представим его в виде двух пучков. Пусть в первом пучке колебания совершаются в плоскости, в которой лежит оптическая ось кристалла О–О, а в другом – перпендикулярно (рис.3.3). По принципу Гюйгенса каждая точка поверхности кристалла является источником вторичных волн. В первом случае волны, распространяющиеся вдоль оси О–О будут иметь наибольшую скорость, а в других направлениях – меньше. Огибающие вторичных волн оказывается эллипсоидом, а фронт преломленной волны, в нарушение закона преломления света, отклоняется от нормали. Этот пучок света называется необыкновенным лучом . Во втором случае световые векторы всех вторичных волн перпендикулярны оптической оси, скорость света во всех направлениях одинакова и наибольшая, и фронты вторичных волн являются полусферами. Этот пучок света распространяется в кристалле по законам преломления света, и его называют
обыкновенным лучом. Таким образом, на выходе из кристалла получается двалуча света, поляризованных взаимно перпендикулярно. В некоторых кристаллах необыкновенный луч гасится на пути в доли миллиметра (явление дихроизма). Эти кристаллы наносят на прозрачную пленку и защищают стеклами. Такой поляризатор называется поляроидом. Плоскость, в которой колеблется световой вектор прошедшего света, является плоскостью пропускания, П–П. На рис.3.3 плоскость пропускания перпендикулярна рисунку, проходит только обыкновенный луч. Если в падающем пучке света световые векторы совершают колебания перпендикулярно плоскости пропускания, то такой пучок света не проходит через поляризатор. Если колебания светового вектора происходят параллельно плоскости пропускания, то в идеальном случае свет проходит без потери интенсивности. |