Поляроиды. Дихроизм. Прохождение света через систему «поляризатор - анализатор». Закон Малюса

Дихроизм (двойное окрашивание) - это явление избирательного поглощения анизотропной средой одного из поляризованных лучей, образованных при двойном лучепреломлении. При этом получается свет, полностью поляризованный только в одной плоскости.

Это свойство наблюдается у кристаллов турмалина, герапатита, сегнетовой соли и др.

Получить поляризованный свет на основе явления дихроизма можно с помощью оптических устройств, которые получили название поляроиды.

Они представляют собой слой дихроичного вещества ( толщиной 0,05-0,1 мм), кристаллы которого ориентированы в одном направлении. Этот слой помещается между двумя прозрачными пластинами или пленками для защиты от влаги и механических воздействий.

Достоинства:

- простая и дешевая технология их изготовления;

- можно получать больше площади поверхностей поляроидов.

Недостатки:

- малая пропускная способность света;

- окрашенность поляризованного света;

- малая термостойкость.

Дихроизм присущ анизотропным окрашенным кристаллическим средам. Так, дихроизмом обладают некоторые полудрагоценные камки:

-турмалин

-рубин

-сапфир

-александрит

Свойством дихроизма обладают также некоторые природные и искусственные химические соединения, например, холестерин, сернокислый иодхинин (герапатит).

Система "поляризатор-анализатор" - это совокупность из двух поляроидов, поставленный один за другим на пути светового пучка.

Первый по ходу лучей поляроид называется поляризатор, а второй - анализатор. При обратном ходе лучей анализатор может выполнять роль поляризатора а поляризатор - анализатора.

Поляризатор предназначен для получения из естественных неполяризованных лучей линейно поляризованных.

Анализатор предназначен для определения пространственной ориентации плоскости поляризации тех лучей, которые образованы поляризатором.

В системе "поляризатор-анализатор" выделяют плоскости поляризации поляризатора и анализатора.

Плоскость поляризации поляризационного устройства - это та плоскость, в которой он пропускает полностью линейно поляризованный свет.

Прохождение света через систему 'поляризатор-анализатор'' подчиняется закону Малюса. Закон Малюса определяет интенсивность поляризованного света за анализатором в зависимости от взаимной ориентации между собой плоскостей поляризации поляризатора и анализатора, и интенсивности поляризованного света перед анализатором.

Рис. 7

Интенсивность линейно-поляризованного света за системой "поляризатор-анализатор" пропорциональна интенсивности падающего на анализатор поляризованного света Jo, умноженной на квадрат косинуса угла α, между плоскостями поляризации поляризатора и анализатора.

Если плоскости поляризации поляризатора и анализатора не совпадают, то анализатор пропустит только некоторую составляющую поляризованного света.

Е = Е₀ cos φ

Формула закона Малюса:

Интенсивность света J пропорциональна квадрату напряженности Е² :

Е²=Е²₀ cos²φ → J=J₀cos²φ

Интенсивность линейно поляризованного света за системой “поляризатор-анализатор” пропорциональна интенсивности падающего на анализатор поляризованного света J и квадрату cosφ между направлением плоскости поляризатора и анализатора.