Жарықтың дифракциясы

Дифракция құбылысы да жарықтың толқындық қасиетін сипаттайды.Дифракция деп, жарықтың түзу сызықты тараудан ауытқу құбылысын айтамыз. Дифракция құбылысы, тек жарыққа ғана тән емес басқада толқындық құбылыстарға тән құбылыс. Мысалы, дыбыс толқындарында жолындағы кедергіні айналып өтіп таралады.

Дифракцияның негiзгi зандылықтары төмендегi екi принцип аркылы жақсы түсiндiрiледi. Гюйгенс принципі бойынша жарық толқынның фронтының әрбір нүктесі жаңа жарық көзі бола алады. Гюйгенс принципі мен жарықтың таралу бағытын анықтауға болады. Бірақ ол арқылы дифракция құбылысын түсіндіруге болмайды. Интерференция принципі бойынша жарық толқыны таралып келген әрбір нүктесін когерентті жарық көздерінің жиынтығы деп қарастыруға болады.

Френель жарық толқынның интерференциялану принципі мен Гюйгенс принципін біріктіріп дифракция құбылысын түсіндірді. Сондықтан бұл принципті Гюйгенс-Френель принципі дейді. Сонда бұл принцип бойынша толқындық беттің алдыңғы жағындағы әрбір нүктедегі тербелісті табу үшін, сол нүктеге толқындық беттің әрбір элементінен келетін толқындардың амплитудалары мен фазаларын ескеріп, оларды график арқылы қосып, сол нүктедегі қорытқы тербелістен амплитудасын анықтау керек. Бұл өте күрделі, қиын жұмыс. Сондықтан Френель осындай күрделі есептелудің орынына зоналар әдісін ұсынды.

Мысалы жарық көзінен (2.1-сурет) жарық толқындары таралcын. Гюйгенс принципі бойынша толқын жан-жаққа тарала отырып, уақыттың ішінде қашықтыққа жетеді. Радиусы R сфералық беттер түзеді, сол беттердің біреуі Р болсын. Енді М нүктесіндегі жарық толқынының әсерін анықтау үшін, М нүктесін центр етіп алып, Р бетті бірнеше дөңгелек зоналарға бөлеміз. Оны Френель зоналары деп атайды. Р- сфералық бет, толқын фронтының беті болады. Сонда көршілес сфералық беттердің радиустарының бір-бірінен айырмасы жарты толқын ұзындығына тең болады, яғни тең болады.

2.1-сурет

Егер болса, онда сфералардың радиустары мынандай болады:

. . . . . .

Сонда көршілес зоналардан М нүктесіне келген жарық толқындарының жолдарының айырмасы болады. Сондықтан олардың М нүктесіндегі фазалары қарама-қарсы болады. Радиусы ең қысқа шеңбермен шектелген зона орталық зона деп аталады.

Жуықтап алғанда барлық зоналар аудандары бірдей. 2.2-суретте орталық зона көрстілген.

2.2-сурет

Орталық зонаның радиусын деп алып, былай өрнектейміз:

немесе

демек бұдан мұндағы екенін ескеріп, әрі өте кіші шама болғандықтан, 2-ші мүшені есепке алмаймыз. Сонда орталық зона болып тұрған сегменттің ауданы мынаған тең:

Орталық зона мен 1-ші зонаны қамтитын сигменттің ауданы . Демек 1-ші зонаның ауданы , яғни -ші зонаның ауданы .

Бұдан , яғни зоналар аудандары бірдей, зоналар санына -ға байланыссыз. Сонымен Френель зоналары толқындық бетті бірдей сфералық толқындық зоналарға бөледі. Олай болса, М нүктесіне жеке зоналардан келетін тербелістер амплитудасы зона мен М нүктесінің арақашықтығына, зонаға түсірілген нормаль мен М-ға қарай жүргізілген бағыт арасындағы бұрышына байланысты. ұлғайған сайын, яғни зоналар саны өскен сайын, М нүктесіне келетін тербелістер амплитудалары кішірейе береді. Сонда М нүктесіне келетін (әр зонадан) толқындардың қорытқы амплитудасы былай анықталады:

,

мұндағы -орталық зонадан келген толқынның амплитудасы. - басқа зоналардан келген толқынның амплитудалары зоналардың номері артқан сайын олардан келетін толқындардың амплитудалары да азая береді. -ші зонадан келген толқынның амплитудасы оған көршілес зоналардың амплитудаларының қосындысының жартысына тең.

(2.1)

Жуықтап алғанда М нүктесіндегі қорытқы тербеліс амплитудасы мынаған тең:

(2.2)

Өте көп зоналар немесе өте үлкен толқындық бет әсерінен пайда болған қорытқы тербелістің амплитудасы орталық зонаның әсерінен пайда болған тербеліс амплитудасының жартысына тең.

Сонымен, жарықтың біртекті ортада түзу сызық бойымен таралуы, элементар толқындар интерференциясының нәтижесі болады. Жарық еркін таралғанда, яғни толқын беті шексіз үлкен болғанда, барлық Френель зоналары еркін болады және олар бақылаушының көзіне симметриялы болып көрінеді. Сондықтан жарық түзудің бойымен таралған болып байқалады. Егер жарық еркін таралмай, зоналар дұрыс орналаспаса, онда жарықтың түзу сызық бойымен таралу заңы бұзылады да, дифракция құбылысы білінеді.

Френель зоналарының өлшемi жарықтың толқын ұзындығына байланысты екенi дәлелденген. Егер кедергiнiң өлшемi d толқын ұзындығынан әлдеқайда үлкен болса, онда жарық толқыны түзу сызық бойымен (2.3-сурет) таралады.

Ал болса, онда толқын 2.4-суреттегiдей таралып, дифракция құбылысы байкалады. Сонымен дифракция құбылысы жарық толқынының жолында кездескен кедергiнiң өлшемiне байланысты болады екен.

			2.3-сурет

Параллель сәулелер дифракциясы немесе Фраунгофер дифракциясы. Неміс ғалымы И.Фраунгофер жазық жарық толқындарының дифракциясын, немесе параллель сәулелердің дифракциясын қарастырды. Егер бөгет жарық көзінен өте алыс болса, онда сол бөгетке түсетін жарық шоғы параллель болады. Енді параллель сәулелердің тар саңылаудан өткендегі дифракциялануын қарастырайық.

Монохромат жарық параллель шоғының жолында өте тар саңылауы бар бөгеті тұрсын (2.5-сурет). Сонда толқындық беттің саңылаудың жазықтығына дәл келіп тұрған бөлігінің барлық нүктелерінің тербеліс фазалары бірдей болады. Гюйгенс принципі бойынша осы нүктелерден барлық бағытта жарық толқындары тарайды. Енді осы жарық толқындарының бастапқы тарау бағыты мен бұрышын жасайтын бағытта тараған жарықтың дифракциясын қарастырайық.

Ол үшін ол сәулелердің жолына жинағыш линза қоялық. Жинағыш линзаның бас фокус жазықтығына қойылған экранда осы сәулелердің дифракция құбылысын бақылауға болады.

Ол үшін толқындық бетті АВ бағытына перпендикуляр, бір-бірінен қашықтығы -ге тең, бірнеше параллель жазықтықтар жүргізіп Френель зоналарына бөлеміз. Сонда саңылауынан өткен екі шеткі сәулелердің оптикалық жолдар айырмасы мынаған тең болады.

(2.3)

2.5-сурет

Егер берілген бағытына қарап бөлгенде саңылау жұп зоналарға бөлінсе, онда сол бағытпен тараған жарық толқындары бірін-бірі өшіреді, өйткені әрбір тақ зонаның әсерін оған көршілес екі жұп зонаның әсерлері жойып жібереді. Егер бақылау бағытын өзгерткенде саңылау тақ зоналарға бөлінсе, онда алынған бағытта таралған жарық толқындары қосылғанда бірін-бірі күшейтеді, өйткені зоналардың біреуінің әсері сақталады.

Саңылауға сиятын Френель зоналарының саны бақылау бұрышына саңылаудың еніне және оған түскен монохромат жарық толқынының ұзындығына байланысты. Олай болса, зоналар саны жұп болса, онда бақылау нүктесіндегі жарық нашар болып көрінеді де, оның минимум шарты

, мұнда (2.4)

Егер зоналар саны тақ болса, онда М нүктесінде жарықтың күшейгендігін байқаймыз. Бұл кездегі интерференциялық бейненің максимум болу шарты.

, мұнда (2.5)

Бұл екі теңдеулерден мынандай қорытынды шығады. Егер саңылаудан өткен екі шеткі сәуленің жол айырмасы жұп жарты толқын ұзындығына тең болса, онда дифракцияланған жарық толқындары бірін-бірі әлсіретеді, ал егер сол жолдар айырмасы тақ жарты толқын ұзындықтарына тең болса дифракцияланған жарық толқындары бірін-бірі күшейтеді. Суретте ең жарық жолақ орталық жолақ, оны түзетін сәулелер саңылауға перпендикуляр бағытта таралады. Ол нөлінші (0) максимумға сәйкес келеді. Орталық жолақтың екі жағындағы жарық жолақтардың жарықталынуы бірте-бірте бәсеңдей береді.

Дифракциялық торлар. Егер жарық бір саңылаудан емес, қатарласқан бірнеше саңылаудан өткізілсе, онда байқалатын дифракциялық жолақтар енсіз және жарығырақ болады. Өзара параллель орналасқан саңылаулар жиынтығын дифракциялық тор деп атайды.

Егер шыны пластинканың бетіне бөлгіш машинамен өзара параллель арақашықтықтары бірдей сызықтар жүргізілсе, сонда пластинканың сызылған орындары күңгірт, сызылмаған орындары мөлдір болады. Сонда оған түскен жарық сәулелері мөлдір жерінен нашар, тіпті өтпейді деуге болады.

Енді осындай дифракциялық тордан өткен сәулелердің дифракциясын қарастырайық. Тордың мөлдір саңылауларының ені –ға тенде, мөлдір емес аралықтары -ға тең. Ал, және қосындысы яғни

дифракциялық тордың тұрақтысы немесе периоды деп аталады. Барлық саңылаулардан бастапқы бағытқа бұрыш жасай таралған жарықтың параллель шоқтары жолында тұрған жинағыш линзаның бас фокус жазықтығының бір нүктесіне жиналады. Яғни экрандағы нүктенің жарықталынуы сол дифракцияланған шоқтар қосылғандағы интерференция нәтижесіне байланысты, интерференция кескіндері қосылған жарық толқындарының фазаларының айырымына байланысты. Ал, фазалар айырмасы, көршілес саңылаулардан таралған жарық шоқтарының сәйкес екі шеткі сәулесінің жол айырымына байланысты болады.

(2.6)

Егер осы жол айырмасы жарты толқындардың таралған көршілес жұп жарық шоқтары қосылғанда бірін-бірі күшейтеді де, дифракциялық жасақ жарық болады, сөйтіп дифракцияланған монохромат жарықтың күшею шарты (максимум)

, (2.7)

Егер де көршілес шоқтардың сәйкес екі сәулесінің жол айырмасы жарты толқындардың тақ санына тең болса, онда жарық шоқтары бірін-бірі әлсіретеді де, дифракцияланған монохромат жарықтың нашарлау шарты (минимум) мынаған тең болады.

(2.8)

Мұндағы Ал, барлық саңылаулардан бағытында таралған параллель сәулелер жолдарының айырымы бүтін толқындар ұзындықтарына тең, сондықтан бұл бағытта таралған жарық толқындары бірін-бірі күшейтеді. (2.7) өрнек арқылы анықталған дифракциялық максимумдар ұлы максимумдар деп аталады. Себебі бұрышы саңылаулардың санына байланысты болмай, тек тордың тұрақтысына байланысты болады.

Сөйтіп нөлінші максимум мен ұлы максимумдар байқалатын бағыттар үшін мынандай шарттар орындалуы тиіс.

(2.9)

Егер когерентті жарықтың бірінші шоғы екінші шоғын, үшінші шоғы төртінші шоғын әлсірететін болса, онда жолақтар жарық болмай, олардың интенсивтігін минимум орындары (2.9) формула бойынша анықталады. Дифракциялық көріністе бұлардан басқа да минимумдар кездеседі. Мысалы, когерентті жарықтың бірінші шоғы мен төртінші шоқтарының сәйкес сәулелерінде жол айырмалары жарты толқын ұзындығына тең болса, онда жарық шоқтары бірін-бірі әлсіретеді. Мұнда байқалатын дифракциялық минимумдар қосымша минимумдар деп аталады. Ал, олардың орындары мына шарт бойынша анықталады.

(2.10)

Дифракциялық торға ақ сәуле түссе, онда экранда, орталық ашық жолақтың оң және сол жақтарында түрлі түсті жолақтар болады. Өйткені толқын ұзындығы ұзын сәулелер көбірек сынады, қысқа сәулелер азырақ сынады, яғни күрделі жарық толқын ұзындықтарына қарай жіктеледі, немесе дифракциялық спектрлер пайда болады. Әрбір спектрдің күлгін түсі орталық жолақ жақта болады. Дифракциялық торлар күрделі жарықтың спектрлерін алуға арналған приборлардың негізгі бөлігі болып табылады.

Жарық поляризациясы

Жарық толқындары электромагниттік толқынның бір түрі. Жарық толқынның өрісі электрлік векторы ( ) мен магнит векторы ( ) арқылы сипаттауға болады. Бұл векторлар өзара және толқын таралатын бағытқа болатындығы белгілі. Жарық толқыны өрісінің векторлары үздіксіз өзгеріп, үнемі тербеліп тұрады.

Жарық векторына, көбіне электр өрісінің кернеулік векторын -ні қарастырамыз. Жарық толқындары заттың атомдары мен молекулаларында жүріп жатқан кейбір процестер нәтижесінде пайда болады. Өте кішкене жарық көзі құрамында сансыз көп атомдар болады. Олардың әрқайсысы шығаратын жарық толқынның электр векторының бағыты әртүрлі, сонымен бірге бір атомның шығарған жарық толқынның электр векторының бағытыда өзгеріп тұрады. Жарық толқынының электрлік векторы түрлі жаққа бағытталған, яғни ол сан алуан жазықтықта тербелуі мүмкін. Мұнда бір бағыттың басқа бағыттардан артықшылығы болмайды.

Атомдар электр-магниттік толқындарды бір-біріне байланыссыз шығарады. Электр өрісінің векторы кеңістікте осылай түрлі бағытта орналасқан жарық табиғи жарық немесе поляризацияланбаған жарық деп аталады. Табиғи жарық толқындарының барлық бағытта интенсивтігі бірдей. Белгілі жағдайда жарық толқыны векторы тек белгілі бағытта ғана тербелуі мүмкін. Мысалы: жарық кристалл арқылы өткенде табиғи жарық шоғының ішінен векторы тек бір ғана жазықтықта тербелетін сәулені бөліп алуға болады. Осындай жарық толық поляризацияланған жарық деп аталады.

Электр векторының тербеліс бағыты мен сол тербелістер таралатын бағыт арқылы өтетін жазықтың поляризацияланған жарықтың тербеліс жазықтығы, ал оған жазықтық поляризациялану жазықтығы деп аталады. Егер де сырттан әсер ету арқылы векторының ерекше бағытталған тербелісі пайда болса, онда оны жартылай поляризацияланған жарық деп аталады.

Егер жарық векторы тербелістері бір ғана жазықтықта болып жатса, ондай жарық жазықша поляризацияланған жарық деп аталады. Жазықша поляризацияланған жарықтың басқа түрлері де бар. Жарық толқыны электр векторының ұшы эллипс сызса, жарық тербелістерінің траекториясы эллипс болады. Бұндай жарық толқындары эллипс бойымен поляризацияланған толқын деп аталады. Бұл құбылыс эллипстік поляризация деп аталады.

, ....)

егер немесе , онда эллипс сызықтық түзу

сызықтық поляризацияланған болып кетеді.

Егер , ,

амплитуда тең болса, онда жарық толқынның электр векторының ұшы шеңбер бойымен сол толқын таралатын бағыттан айналады. Мұндай жарық толқыны шеңбер бойымен поляризацияланған толқын деп аталады. Бұл құбылыс дөңгелектік поляризация деп аталады. Поляризация дәрежесінің өлшемі ретінде:

(3.1)

табиғи жарық үшін: , , поляризацияланған жарық үшін: , .

Егер табиғи жарықтың жолына кристалл қойсақ, онда бұл кристалдан тек поляризация жазықтығында жататын жарық векторлары ғана өтеді. Бұл кристалды поляризатор деп атайды.

Поляризаторлар ретінде анизотропты кристалдарды пайдалануға болады. Әсіресе табиғи кристалдардың ішінде поляризатор ретінде турмалинді пайдалануға болады. Поляризатордан өткен жарықтың поляризацияланған тексеру үшін оның жолына тағы да кристалл қояды. Оны анализатор деп атайды. Турмалинмен классикалық тәжірибелер жасалған.

Егер поляризатор (П) мен анализатор (А) өткізу жарықтықтары (оптикалық осі) біріне-бірі параллель болса, онда поляризацияланған жарық анализатордан өз интенсивтігін кемітпей өтеді. (3-сурет). (А) мен (П)–ң өткізу жазықтықтары біріне-бірі перпендикуляр болса, онда поляризацияланған жарық анализатордан өтпейді. (4-сурет)

Егер (А) мен (П)–ның оптикалық остері (өткізу жазықтықтары) біріне-бірі бұрыш жасап орналасқан болса, онда анализатордан өткен поляризацияланған жарықтың интенсивтігі Малюс заңымен анықталады:

(3.2)

- поляризаторға түскен поляризацияланған жарық интенсивтігі.

- анализатордан өткен жарық интенсивтігі.

кристалдың өзін жарық сәулелердің бағытын айналдыра айналдырсақ, онда жарық интенсивтігінің өзгерісін байқамаймыз. Егер де жарық жолына кристалын қойсақ, онда жарық интенсивтігі пластинкадан өтетін оптикалық остерінің арасындағы бұрышқа байланысты өзгереді.

Ол Малюс заңы бойынша өзгереді. , (оптикалық остері перпендикуляр), онда жарық сөнеді.

Жарықтың шағылу, сыну кезінде поляризациялануы. Брюстер заңы.Табиғи жарық екі диэлектриктің шекарасына түскенде (ауа, әйнек), екі ортаның шекарасынан шағылғанда және сынғанда поляризацияланады. Түскен жарықтың жартысы шағылады, жартысы сынады және екінші ортада таралады. Шағылған және сынған сәуленің жолына анализатор (турмалин) қойсақ, шағылған және сынған сәулелер жартылай поляризацияланады: анализаторды сәулені айналдыра бұрсақ, жарық интенсивтігі периодты түрде күшейеді және әлсірейді: (толық өшу байқалмайды). Шағылған жарықта түсу жазықтығына тербелістер күштірек байқалады. (суретте нүктемен белгіленген), ал сынған жарықта – тербеліс түсу жазықтығына параллель. (стрелкамен белгіленген)

Жарықтың қаншалықты поляризацияланатыны сәуленің екі ортаның шекарасына түсу бұрышына және сыну көрсеткішіне байланысты болады. Осы құбылысты зерттей келе шотландия физигі Д. Брюстер сәуленің түсу бұрышының белгілі бір мәнінде шағылысқан сәуле толығымен поляризацияланады деген тұжырым жасаған. Мына теңдеу орындалса:

(3.3)

Онда шағылған сәуле толығымен поляризацияланады. Осы түсу бұрышы Брюстер бұрышы деп аталады. Егер жарықтың түсу бұрышы Брюстер бұрышына тең болса, онда шағылған сәуле толық поляризацияланады. Бұл Брюстер заңы.

Егер жарық екі ортаның шекарасына Брюстер бұрышымен түссе, онда шағылған және сынған сәулелер өзара перпендикуляр.

, , -сыну бұрышы.

, , бірақ (шағылу заңы);

Жарық сәулелерінің қосарланып сынуы.Табиғи жарық кристалл арқылы өткенде поляризацияланған бір сәуле аламыз. Ал шын мәнінде бұлай болмайды. Кристалл құрылымының күрделілігіне байланысты одан поляризацияланған сәуле біреу емес екеу болып шығады. Поляризацияланған бұл екі сәулелер өзара перпендикуляр екі жазықтықта жатады. Бұл құбылыс сәуленің қосарланып сынуы деп аталады. Бұл құбылысты ең алғаш дат ғалымы Э. Бартолино ашқан. Исланд шпаты үшін (Кальциттің бір түрі ), ол жұмсақ, мөлдір минерал. Исланда шпаты кристалына жіңішке жарық шоғын түсіргенде, кристалдан бір-біріне параллель және түскен сәулеге параллель екі сәуле шығады. Нормаль түскен сәуле болса да екі сәуле шығады. Біреуі алғашқының жалғасы болады да, екіншісі ауытқиды. Біреуі кәдімгі сәуле- , екіншісі өзгеше сәуле - деп аталады. Кәдімгі сәуле сыну заңына бағынса , , өзгеше сәуле бұл заңға бағынбайды. Түсу бұрышын өзгертіп отырғанда түсу бұрышы синусының сыну бұрышы синусына қатынасы тұрақты болмайды бұл өзгеше сәуле деп аталады.

Жарық анизотроп заттардан (кварцтан, турмалин) өткенде қосарланып сынады. Турмалиннен сыртына бір сәуле шығады, өйткені екінші сәуле жұтылады. Сондықтан исланд шпатын қолдану қолайлы. Кәдімгі сәуле үшін ортаның сыну көрсеткіші оның бағытына байланысты болмайды. Өзгеше сәуле үшін ортаның сыну көрсеткіші ( ) сәуленің түсу бағытына байланысты өзгереді. Кристалға табиғи жарықты әртүрлі бұрышпен түсіре отырып, оның ішінен түскен жарық поляризацияланғаннан кейін екіге жіктелмейтіндей бір бағыт тауып алынады. Бұл бағытты кристалдың оптикалық осі деп атайды. Кейбір кристалдарда мұндай бағыттар біреу ғана болады, оларды бір осьті кристалдар деп атайды. Бұған исландия шпаты, кварц, турмалин жатады. Ал, гипс, слюда, топаз сияқты кристалдарда мұндай бағыт екеу болады. Бұлар екі осьті кристалдар деп аталады. Кристалға түскен сәуле мен сәуле түскен нүктеден өтетін оптикалық ось арқылы өтетін жазықтық кристалдың ұлы қимасы немесе ұлы жазықтығы деп аталады. Кәдімгі сәулелер кристалл ішінде жан-жаққа бірдей таралады, ал өзгеше сәуленің кристалдың ішінде таралу жылдамдығы әр бағытта түрліше болады.

Егер , - теріс кристалдар деп аталады. Оларға кальцит, турмалин, апатит жатады. Егер , - оң кристалдар деп аталады,

кварц, мұз, циркон жатады.

Поляризациялық призма және поляроид. Осы айтылған құбылыстарды пайдаланып табиғи жарықты жазықша поляризацияланған жарыққа айналдырғанда түрліше поляризациялық құралдар қолданады. Бұл үшін көбіне призма және поляроидтар қолданылады. Призмалар 2 класқа бөлінеді:

1) тек қана жарық поляризацияланған сәуле беретін призма (поляризациялық призмалар).

2) өзара перпендикуляр жазықтықта екі поляризацияланған сәулені беретін призмалар.

Поляризацияланған жарық алу үшін Николь призмасы қолданылады. Николь призмасы исландия шпатынан жасалған сүйір бұрыштары 68⁰ және 22⁰ тең екі тік призмадан тұрады. Ол призмалар бірімен-бірі канада бальзамымен жабыстырылған. Бірінші призмаға түскен табиғи жарық поляризацияланып, кәдімгі және өзгеше екі сәулеге жіктеледі. Кәдімгі сәуле канада бальзамына келіп түскенде толық шағылады да, канада бальзамы арқылы екінші призмаға “өзгеше сәуле” өтіп кетеді. Сөйтіп, Николь призмасынан поляризацияланған бір ғана өзгеше сәуле өтеді. Исландия шпатын кристалын әрі анализатор, әрі поляризатор ретінде пайдалануға болады. Николь призманың бір артықшылығы сол, жарық оның ішінде бақылауға кедергі ететін өзгерістерге ұшырамайды. Канада бальзамынан ультракүлгін сәулелер өте алмайды. Николь призмалары тек толық поляризацияланған, көрінетін жарық алу үшін ғана пайдалануға болады. Бұл осы призманың басты кемістігі болып табылады. Никольдің көмегімен поляризацияланған жарық алумен қатар, поляризацияланған жарық электр векторының тербелу бағытын анықтауға да болады. Бірінші жағдайда николь – поляризатор болса, екінші жағдайда – анализатор болады.

Қосарланып сындырушы призмада кәдімгі және өзгеше сәулелердің сындыру көрсеткішінің айырмашылығын қолданады. Бұның мысалы ретінде исланд шпаты мен әйнектен тұратын призманы айтуға болады. Бірінші призма үшін кәдімгі сәуле шпатта және әйнекте екі рет сынады, әрі көп ауытқиды. Өзгеше сәуле ауытқымай өтеді. Екінші призма үшін оптикалық осьтерді бағдарлауда айырмашылық, кәдімгі және өзгеше сәулелердің арасындағы ауытқуға тәуелді. Көптеген бір осьті мөлдір кристалдар кәдімгі және өзгеше сәулелерді бірдей жұтады. Кәдімгі сәуле мен өзгеше сәулені әртүрлі дәрежеде жұтатын кристалдар да кездеседі. Осы құбылысты “дихроизм” деп аталады. Мысалы, турмалин кристалынан қалыңдығы 1 мм кесіп алып, оған табиғи жарық түсірсек, онда ол кәдімгі сәулені толық жұтады. Одан тек өзгеше сәуле өтеді. Дихроизмдік қасиетке ие болатын осындай кристалдардан кесіп алынған өте жұқа пластинкаларды жарықты поляризациялау үшін пайдалануға болады. Осы құрал поляроид деп аталады. Поляроидтар қарсы келе жатқан автомобильдің жарығының көзге зиянды әсерін кеміту үшін пайдаланады.

Поляризация жазықтығының бұрылуы. Поляризацияланған жарық кристалдардан өткенде оның тербеліс жазықтығы белгілі бір бұрышқа бұрылатыны байқалған. Осындай жағдай жарық сұйықтардан өткенде де байқалған. Ондай заттарды оптикалық активті заттар деп аталады. Оларға: кварц, глюкоза, сахароза, қант, мұнай, скипидар, шарап қышқылы т.б. жатады.

Анализатор (А) мен поляризатордың (П) оптикалық осьтері (өткізу жазықтығы) біріне-бірі параллель болса, онда экранда жарық дөңгелекше пайда болады. Анализаторды ептеп бұра бастасақ, онда экрандағы жарық азая береді де, анализатор мен поляризатордың оптикалық осьтері перпендикуляр болғанда экранда жарық байқалмайды. А мен П-ның арасына сұйығы бар ыдыс қойсақ, онда А мен П осьтерінің параллель екеніне қарамастан, экранда жарық толық болмайды, ол көмескілеу болады. Себебі, П–дан өтіп сұйыққа түскен поляризацияланған жарықты сұйық бастапқы бағытынан бұрып жібереді, сөйтіп, А–дан өтіп экранға түскен жарық интенсивтігі поляризатордан өткен жарық интенсивтігінен аз болады.

Сұйық әсерінен поляризацияланған жарық тербелісінің жазықтығы бұрышына бұрылады. поляризациялану жазықтығының бұрылу бұрышы. оптикалық активті сұйықтың қалыңдығына , сұйық табиғатына, концентрациясына байланысты. Био заңы:

-заттың меншікті бұруы, ол жарық -ға және сұйық температурасына тәуелді. - ның таблицалық мәнін 20⁰–та қарастырады. Толқын ұзындығына натрийдің сары сызығын алады: .

белгілі болса, -ді өлшеп тауып, заттың концентарциясын табуға болады. Бұл сахариметр приборы арқылы жүзеге асады.

Поляризацияланған жарық оптиканың активті сұйық арқылы өткенде оның жазықтығының бұрылуын өлшеуге, арналған әдістерді поляиметрия деп атайды. Ол құралды поляриметр деп атайды.