20-мавзу: Поляризатцион қурилмалар. Эллиптик ва доиравий қутбланган ёруғликни олиш ва уни текшириш

1. бўлган ҳол (17.8.а-расм). Бу ерда амплитудали ясси қутбланган тўлқин ( қутблагичдан кейин) пластинка томонидан бир хил ва амплитудали ўзаро ортогонал оддий ва ғайриоддий тўлқинларга ажратилади. Кейин бу тўлқинларнинг тебранишлари қутблагич томонидан бир хил ва амплитудаларга эга ҳолда битта текисликка келтирилади:

17.9-rasm.

. (17.6)

Бу тўлқинларнинг интерференцияси, юқорида айтилганидек, пластинкада улар оладиган фазалар фарқи га боғлиқ бўлади. Шу мақсадда фазавий (вектор) диаграммасини тузамиз (17.9-расм). Бу ерда кристалл пластинкада оддий тўлқин фаза бўйича га (бу унча сезиларли эмас, чунки тескари ҳам бўлиши мумкин эди) кечикади деб фараз қилинган. Бизни қизиқтиради, чунки бу катталик қутблагичдан ўтувчи тўлқиннинг интенсивлигини аниқлайди. Косинуслар теоремасига биноан ва (17.6) ни ҳисобга олган ҳолда қуйидаги келиб чиқади:

. (17.7)

Шундай қилиб, да ўтувчи ёруғлик интенсивлиги қуйидагича бўлади:

. (17.8)

1. бўлган ҳол (17.8.б-расм). Бу ерда исталган бурчак остида , бироқ =45˚ да ҳар иккала амплитуда максималдир ва демак, интерференция натижаси янада аниқроқ кўринади. Шундай қилиб, бу ҳолда ҳам =45˚ оптимал ҳисобланади.

Ушбу ҳолда ўтувчи ёруғлик билан нима бўлишини 17.8.б-расм аниқ кўрсатади. Бу ерда ва векторлар ўзаро қарама-қарши йўналганлигига (ҳатто да ҳам) диққатни қаратиш керак. Бу пластинка киритадиган фазалар фарқи дан ташқари яна қутблагичларнинг айқаш жойлашганлигини белгилайдиган ни ҳам киритиш керак.

У ҳолда (17.8) формулада ўрнига + ни ёзиш керак ва биз косинус ўрнига синусни оламиз. Натижада қуйидагига эга бўламиз:

. (17.9)

(17.8) ва (17.9) формулалардан ва интенсивликлар «қўшимча» ҳисобланишлари келиб чиқади: уларнинг суммаси (йиғиндиси) қутблагичдан ўтган ёруғликнинг интенсивлигини беради.

Ёруғлик кристаллнинг оптикавий ўққа параллел ёғига нормаль бўйича тушганда оддий ва ғайриоддий нурлар ажралмаган ҳолда, лекин турлича тезлик билан тарқалади. Шунга биноан улар орасида қуйидагича йўллар айирмаси

(17.10)

ёки фазалар фарқи

(17.11)

вужудга келади. Бўлар эса (17.1) ва (17.2) формулаларнинг ўзларидир. Шундай қилиб, ни ўзгартириб, қутблагичдан чиқувчи ёруғлик интенсивлигини ўзгартириш мумкин. нинг ўзгаришини ё ни ўзгартириб – бу бўялишнинг эффектив ўзгаришига олиб келади (яъни ёруғлик ўтишининг максимумлари турли хил тўлқин узунликларига мос келади), ё пластинканинг қалинли ни ўзгартириб амалга ошириш мумкин.

Биз қуйида ва интенсивликлар ўзларининг максимал ва минимал қийматларига ета оладиган шароитлар келтирилган йиғинди жадвални келтирамиз:

Йўл айирмаси
Фазалар фарқи
	макс.	мин.
	мин.	макс.

Бу ерда эса тоқ сонлар. Ушбу жадвалда учун натижаларни эсда сақлаш кифоя, улар эса фазавий диаграммадан келиб чиқади. учун эса натижалар «қўшимча» дилар, яъни қарама-қаршидирлар.

Поляризацион асбоблар. Қутбловчи призмалар

Табиий ёруғликдан қутбланган ёруғлик олиш учун шундай шароит яратиш керакки, бунда ёруғлик тўлқинининг вектори муайян аниқ бир йўналиш бўйлаб тебранадиган бўлсин. Бундай шароитлар қутбловчи призмаларда мужассамлангандир. Призмалар икки турга бўлинади:

1) фақат ясси қутбланган нур олинадиган;

2) бир-бирига перпендикуляр теккисликларда қутбланган иккита нур берадиган призмалар.

17.10-rasm. Nikolning qutblovchi prizmasi.

Кристалларнинг синдириш кўрсаткичлари оддий ва ғайриоддий нурлар учун бир хил эмас эканлигини биз айтиб ўтган эдик. Масалан, исланд шпатида =1,658 бўлиб, эса нурнинг кристаллдаги йўналишига қараб, 1,486 билан 1,658 орасидаги ҳамма қийматларни қабул қила олади. Исланд шпатига ўхшаб кўрсаткичи дан катта бўмаган () кристаллар манфий кристаллар деб аталади ва шартни қаноатлантирадиган кристаллар (масалан, кварц) мусбат кристаллар деб аталади.

Исланд шпатининг ўзаро перпендикуляр йўналишларда қутбланган нурларни ажратишда ишлатилиши билан нинг фарқи катта эканлигига асосланади. Бу мақсадда исланд шпатининг кристалидан фойдаланиш ва унинг ёғи олдига кичикроқ диафрагма қўйиш мумкин. Дасталардан бирини тутиб қолиб, тайинли бир йўналишда қутбланган дастага эга бўламиз.

17.11-rasm. Orasida havo qatlamlari bo`lgan qisqartirilgan qutblovchi prizma.

Бироқ, оддий кристаллардан эмас, балки кристалларнинг қутбловчи призмалар деб аталадиган тегишли комбинацияларидан фойдаланиш анча қулай. Икки хил призмалар ишлатилади: бирор текисликда қутбланган битта даста чиқарадиган призмалар (қутбловчи призмалар) ва ўзаро перпендикуляр текисликларда қутбланган икки даста берадиган призмалар (нурни иккига ажратиб синдирувчи призмалар). Қутбловчи призмалар нурлардан бирининг бирор бўлиниш чегарасидан тўла ички қайтиши, синиш кўрсаткичи бошқача бўлган иккинчи нур бу чегарадан ўтиб кетиши принципида ясалган (Николь, 1828 й.). Иккинчидан, оддий ва ғайриоддий нурларнинг синиш кўрсаткичларининг фарқи борлигидан фойдаланилади, бу ҳол нурларни бир-биридан имкон борича кўпроқ узоқлаштиришга имкон беради. Қуйидаги призмалар кўпроқ қўлланилади.