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

а. Қутбловчи призмалар. Николь призмаси исланд шпатидан 17.10-расмда кўрсатилгандек қилиб кесиб олинган призмадир. Призма чизиқ бўйлаб кесилиб, Канада бальзами билан ёпиштирилади; бу бальзамнинг =1,550 га тенг бўлган синдириш кўрсаткичи оддий ва ғайриоддий нурларнинг ва кўрсаткичлари орасида ётади.

17.13-rasm. Island shpati va shishadan yasalgan prizma. Bu prizma nurni ikkiga ajratib sindiradi.

Оптик ўқи нур кирадиган ёғи билан 48° бурчак ҳосил қилади. Призманинг ёғига ёруғлик тегишлича бурчак остида тушганда оддий нур Канада бальзами қатламида тўла ички қайтади ва бу нурни қорайтирилган пастки ёғи ютади (катта призмаларда унинг исиб кетишининг олдини олиш учун нур кристаллдан призмача воситасида ташқарига чиқариб юборилади: бу призмача кристаллга ёпиштириб қўйилган бўлиб, 17.10-расмда пунктир билан тасвирланган). Ғайриоддий нур кристаллдан ёғига параллел равишда чиқади. Ёруғлик дастасининг призмадан чиқадиган ёруғлик ҳали чизиқли қутбланган ҳолда бўладигандаги энг катта апертураси 29° га тенг.

17.12-rasm. Yorug`lik tushadigan yoqi qirralariga perpendikulyar bo`lgan qutblobchi prizma.

Қутбловчи призмаларнинг 17.11- ва 17.12-расмларда кўрсатилган бошқа турлари ҳам исланд шпатидан ясалади. 17.11-расмдаги пунктир чизиқ оптик ўқнинг йўналишини кўрсатади. Призманинг иккала ярми орасида ҳаво қатлами бор; қирралар нисбати =0,9. Призмага ёруғлик тегишлича бурчак остида тушганда оддий нур ҳаво қатламида тўла ички қайтади, ғайриоддий нур ҳаво қатламидан ўтиб кетади. Тушаётган ёруғлик дастасининг призмадан ўтган ёруғлик ҳали тўла қутбланган бўладиган ҳолдаги апертураси атиги 8° бўлади, бу эса Николь призмасига нисбатан камроқ фойдали, бироқ, бунинг эвазига призма анча қисқа ва, бинобарин, арзон (кесими тайинли бўлганда). Ундан ташқари, бу призма ультрабинафша нурларга ҳам ишлатилади, чунки унда ультрабинафша нурларни ютиб қоладиган Канада бальзами йўқ.

17.12-расмда тасвирланган призмада нур тушадиган ва чиқадиган ёклap қирраларга перпендикуляр қирқиб ишланган, бу ҳол уни ишлатишда кўп қулайлик яратади. Оптик ўқ га параллел. Призманинг қисмлари Канада бальзами ёки глицерин билан ёпиштирилади. Тузилиши ҳар хил бўлган бу турдаги призмалар жуда кўп.

б. Нурни иккига ажратиб синдирувчи призмалар. 1. Исланд шпати ва шишадан ясалган призма (17.13-расм). Оптик ўқи чизма текислигига перпендикуляр бўлиб, =1,66, =1,49, =1,486. Оддий нур шпатда ва шишада икки марта синиб, кўп оради. Ғайриоддий нур призмадан деярли оғишмай чиқади, чунки шишанинг синдириш кўрсаткичи га яқин қилиб олинган.

17.14-rasm. Nurlarni ikkiga ajratib sindiruvchi island shpatidan yasalgan prizmalar turlari: a – Roshon prizmasi: va nurlar orasidagi burchak prizmaning sindirish burchagiga bog`liq, nur axromatik nur, b – Senarmon prizmasi: burchak 45˚ ga yaqin, bu hol dastlabki kristalni o`q bo`ylab kesib va tabiiy yoq bo`lab yopishtirib, uni tejamli ishlatish imkonini beradi, d – Vollaston prizmasi: bu prizma nurlarni simmetrik ravishda ajratadi; va nurlar orasidagi burchak Roshon prizmasidagidan taxminan ikki marta ortiq, biroq ikkala nurda ham xromatizm bor.

2. Оптик ўқларининг йўналиши ҳар хил бўлган иккита исланд шпати бўлагидан ясалган призмалар (17.14-расм). Оптик ўқлари вазиятининг ҳар хил бўлиши нурлар орасидаги ажралиш бурчагига таъсир қилади. Бу призмаларнинг ҳаммасида тушаётган дастанинг апертураси жуда кичкина. Нурни иккига ажратиб синдирувчи призмалар баъзан кварцдан ясалади, у ҳолда билан орасидаги фарқ жуда оз бўлгани туфайли ва ёруғлик дасталарининг ажралиш бурчаги анча кичик бўлади.

в. Дихроик пластинкалар. Энг оддийси турмалин бўлган қутбловчи асбоблар бошқача принципга асосланади. Турмалин нурни иккига ажратиб синдирувчи кристаллдир, бу кристаллда нурлардан бири (оддий нур) иккинчисига нисбатан кўпроқ ютилади. Шунинг учун ўзаро перпендикуляр текисликларда қутбланган иккала нур турмалин пластинкасидан турли интенсивликка эга бўлиб чиқиб, турмалиндан ўтган ёруғлик қисман қутбланган бўлади. Агар анча қалин (1 мм яқин) турмалин пластинкаси олиб, унга кўзга кўринадиган ёруғлик туширилса, оддий нур ҳақикатда бутунлай ютилиб қолади ва чиққан ёруғлик ясси қутбланган бўлади.

Кўзга кўринадиган спектрнинг баъзи кисмларида ғайриоддий нур хам сезиларли даражада ютилади ва шунинг учун турмалин пластинкаси ўша қалинлигида бўялганга ўхшаб кўринади; турмалин қутбловчи сифатида ишлатилибгина қолмай, балки кўзга кўринадиган спектрнинг яшил-сариқ соҳасини амалда ўтказадиган фильтр сифатида ҳам ишлатилади. Бу ҳол турмалиннинг қутбловчи асбоб сифатидаги муҳим камчилиги ҳисобланади, бироқ, иккинчи томондан, турмалинга тушадиган нурлар дастасининг йўл қўйиладиган апертураси анча катта бўлади, бу ҳол эса баъзан муҳим аҳамиятга эга.

Турлича қутбланган нурларнинг турлича ютилиши натижасида табиий ёруғлик тарқалиш йўналишига боғлиқ равишда турлича ютилади, чунки тўлқиннинг электр векторининг кристаллографик йўналишларга нисбатан тутган вазияти ёруғликнинг тарқалиш йўналишига боғлиқ. Ёруғликнинг ютилишидаги бундай фарқ бундан ташқари тўлқин узунлигига ҳам боғлиқ бўлиб, бу фарқ онатижаси кристалл турли йўналишларда турлича бўялган бўлиб кўринади. Бу ҳодиса дихроизм (ёки яхшиси плеохроизм – ранг-баранглик) деб аталади ва нурни иккига ажратиб синдирувчи ҳамма кристалларни озми-кўпми даражада характерлайди. Бу ҳодисани Кордье (1809 й.) кордиерит деб аталган минералда кашф этган. Турмалинда дихроизм ҳодисасини Био ва Зеебек (1816 й.) кашф этган.

Поляроидлар ихтиро этилиши муносабати билан дихроик моддалар кейинги вақтда айниқса катта аҳамият касб этди. Поляроид жуда кучли дихроик кристалл ҳисобланган герапатитдан (хинин бисульфатининг периодатидан) ясалган плёнкадир; герапатитни 1852 йилда Герапат топган. Герапатитнинг қалинлиги 0,1 мм бўлган пўсти нурлардан бирини ҳақиқатда бутунлай ютиб қолиб, бундай юпқа қатлами яхшигина чизиқли қутбловчи вазифасини ўтайди.

Устига бир хил вазиятда жойлашган майда герапатит кристаллари қопланган анча катта сиртлар яратишнинг бир неча усули таклиф этилди; бу сиртлар юзи катта бўлган қутбловчи асбоб ҳисобланади. Бу усул билан ишлов берилган тахта целлулоидлар 1935 йилда сотувга чиқарилди, булар поляроидлар деб аталган. Ҳозирги вақтда дихроик пластинкаларнинг поляроидлар типида тайёрланган бир неча турлари бор; буларда герапатит ҳам, бошқа бирикмалар ҳам ишлатилади; шунингдек, герапатитнинг катта (чизиқли ўлчамлари 60 мм га борадиган) кристалл пластинкалари тарзида ясалган дихроик пластинкалар бор ва ҳоказо. Дихроик пластинкаларнинг камчилиги шундан иборатки, уларнинг шаффофлиги исланд шпатидан ясалган призмаларникига қараганда камроқ, бўлиб, улар бирор селективлик (яъни ютилишнинг тўлқин узунлигига боғлиқ бўлиши) хоссасига эга; замонавий поляроидлар спектрнинг бинафша ва қизил соҳаларини қисман қутблаган ҳолда ўтказади. Бироқ, кўпчилик амалий мақсадларда поляроид сифатида апертураси 180° га яқин бўлгангина эмас, балки сирти анча катта (бир неча квадрат дециметр) бўлган қутбловчи арзон асбоблар ишлатиш мумкинлиги эвазига бу камчиликларнинг ўрни тўлиб кетади. Поляроидлар автомобиль йўлларида ҳайдовчининг кўзини қаршидан келаётган машина фарасининг кўзни қамаштириш таъсиридан муҳофаза қилишда ҳам татбиқ этилади