თუ კრისტალი დადებითია, მაშინ ჩვეულებრივი ტალღის წინა მხარე უსწრებს არაჩვეულებრივი ტალღის წინა მხარეს. შედეგად, მათ შორის ჩნდება გარკვეული გზა განსხვავება. ფირფიტის გამოსავალზე, ფაზის სხვაობა უდრის: , სად არის ფაზის სხვაობა ჩვეულებრივ და არაჩვეულებრივ ტალღებს შორის ფირფიტაზე დაცემის მომენტში. განიხილეთ. ზოგიერთი ყველაზე საინტერესო შემთხვევა პარამეტრით=0. 1. რაფირფიტის მიერ შექმნილ ჩვეულებრივ და არაჩვეულებრივ ტალღებს შორის განსხვავება აკმაყოფილებს პირობას - ფირფიტა არის ტალღის სიგრძის მეოთხედი. ფირფიტის გამოსავალზე, ფაზის სხვაობა (მდე) ტოლია. მოდით ვექტორი E იყოს მიმართული a კუთხით ერთ-ერთი ch. 00 ფირფიტის ოპტიკური ღერძის პარალელური მიმართულებები". თუ შევარდნილი ტალღის E ამპლიტუდაა, მაშინ ის შეიძლება დაიყოს ორ კომპონენტად: ჩვეულებრივ და არაჩვეულებრივ. ჩვეულებრივი ტალღის ამპლიტუდა: არაჩვეულებრივი. ფირფიტიდან გამოსვლის შემდეგ ორი ტალღა. ღერძების შეფარდება იქნება დამოკიდებული α კუთხეზე, კერძოდ, თუ α = 45 და ჩვეულებრივი და არაჩვეულებრივი ტალღების ამპლიტუდა ერთნაირია, მაშინ სინათლე იქნება წრიულად პოლარიზებული. ფირფიტიდან გასასვლელში 0,25λ ფირფიტის გამოყენებით ასევე შეგიძლიათ შეასრულოთ საპირისპირო ოპერაცია: გადააქციოთ ელიფსურად ან წრიულად პოლარიზებული სინათლე წრფივად პოლარიზებულად. თუ ფირფიტის ოპტიკური ღერძი ემთხვევა პოლარიზაციის ელიფსის ერთ-ერთ ღერძს, მაშინ იმ მომენტში, როდესაც შუქი ხვდება ფირფიტაზე, ფაზური სხვაობა (მნიშვნელობამდე, რომელიც არის 2π-ის ჯერადი) ტოლია ნულის ან π. ამ შემთხვევაში, ჩვეულებრივი და არაჩვეულებრივი ტალღები გროვდება. ხაზოვანი პოლარიზებული შუქი. 2. ფირფიტის სისქე ისეთია, რომ ბილიკის განსხვავება და მის მიერ შექმნილი ფაზური ცვლა იქნება შესაბამისად ტოლი და . ამ შემთხვევაში, სინათლე, რომელიც ტოვებს ფირფიტას, რჩება ხაზოვანი პოლარიზებული, მაგრამ პოლარიზაციის სიბრტყე ბრუნავს საათის ისრის საწინააღმდეგოდ 2α კუთხით, თუ სხივისკენ იყურებით. 3. მთელი ტალღის სიგრძის ფირფიტისთვის, ბილიკის სხვაობა. ამ შემთხვევაში გამომავალი სინათლე რჩება წრფივად პოლარიზებული და რხევის სიბრტყე არ ცვლის მიმართულებას ფირფიტის ნებისმიერი ორიენტაციისთვის. ანალიზიპოლარიზაციის მდგომარეობები. პოლარიზატორები და ბროლის ფირფიტები ასევე გამოიყენება პოლარიზაციის მდგომარეობის გასაანალიზებლად. ნებისმიერი პოლარიზაციის სინათლე ყოველთვის შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ორი სინათლის ნაკადის სუპერპოზიცია, რომელთაგან ერთი პოლარიზებულია ელიფსურად (კონკრეტულ შემთხვევაში წრფივად ან წრიულად), ხოლო მეორე ბუნებრივია. პოლარიზაციის მდგომარეობის ანალიზი მცირდება პოლარიზებული და არაპოლარიზებული კომპონენტების ინტენსივობის ურთიერთკავშირის გამოვლენამდე და ელიფსის ნახევრად ღერძების განსაზღვრამდე. პირველ ეტაპზე ანალიზი ტარდება ერთი პოლარიზატორის გამოყენებით. როდესაც ის ბრუნავს, ინტენსივობა იცვლება გარკვეული მაქსიმუმ I max მინიმალურ მნიშვნელობამდე I min . ვინაიდან, მალუსის კანონის შესაბამისად, სინათლე არ გადის პოლარიზატორის მეშვეობით, თუ ამ უკანასკნელის გადაცემის სიბრტყე პერპენდიკულარულია სინათლის ვექტორზე, მაშინ, თუ I min = 0, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ სინათლეს აქვს წრფივი პოლარიზაცია. I max = I min (მიუხედავად პოზიციისა, ანალიზატორი გადასცემს მასზე მოხვედრილი სინათლის ნაკადის ნახევარს), სინათლე არის ბუნებრივი ან წრიულად პოლარიზებული და როდესაც ის ნაწილობრივ ან ელიფსურად პოლარიზებულია. ანალიზატორის პოზიციები, რომლებიც შეესაბამება გადაცემის მაქსიმუმს ან მინიმუმს, განსხვავდება 90°-ით და განსაზღვრავს სინათლის ნაკადის პოლარიზებული კომპონენტის ელიფსის ნახევრად ღერძების პოზიციას. ანალიზის მეორე ეტაპი ტარდება ფირფიტისა და ანალიზატორის გამოყენებით. ფირფიტა განლაგებულია ისე, რომ სინათლის ნაკადის პოლარიზებულ კომპონენტს მის გამოსავალზე აქვს ხაზოვანი პოლარიზაცია. ამისათვის ფირფიტის ოპტიკური ღერძი ორიენტირებულია პოლარიზებული კომპონენტის ელიფსის ერთ-ერთი ღერძის მიმართულებით. (I max-ისთვის, ფირფიტის ოპტიკური ღერძის ორიენტაციას მნიშვნელობა არ აქვს). იმის გამო, რომ ბუნებრივი სინათლე არ ცვლის პოლარიზაციის მდგომარეობას ფირფიტაში გავლისას, ხაზოვანი პოლარიზებული და ბუნებრივი სინათლის ნარევი ჩვეულებრივ ტოვებს ფირფიტას. შემდეგ ეს შუქი გაანალიზებულია, როგორც პირველ ეტაპზე, ანალიზატორის გამოყენებით.

6,10 სინათლის გავრცელება ოპტიკურად არაერთგვაროვან გარემოში. გაფანტვის პროცესების ბუნება. რეილი და მი ფანტავენ, რამანის შუქის გაფანტვა. სინათლის გაფანტვა მდგომარეობს იმაში, რომ ნივთიერების გავლით სინათლის ტალღა იწვევს ატომებში (მოლეკულებში) ელექტრონების რხევას. ეს ელექტრონები აღაგზნებს მეორად ტალღებს, რომლებიც ვრცელდება ყველა მიმართულებით. ამ შემთხვევაში მეორადი ტალღები ერთმანეთთან თანმიმდევრული აღმოჩნდება და ამიტომ ერევა. თეორიული გამოთვლა: ერთგვაროვანი გარემოს შემთხვევაში მეორადი ტალღები მთლიანად ანადგურებენ ერთმანეთს ყველა მიმართულებით, გარდა პირველადი ტალღის გავრცელების მიმართულებისა. სინათლის ამ გადანაწილების წყალობით, ანუ სინათლის გაფანტვა ერთგვაროვან გარემოში, არ ხდება. არაჰომოგენური გარემოს შემთხვევაში, სინათლის ტალღები, რომლებიც დიფრაქციულია გარემოს მცირე არაჰომოგენურობაზე, იძლევა დიფრაქციულ შაბლონს ინტენსივობის საკმაოდ ერთგვაროვანი განაწილების სახით ყველა მიმართულებით. ამ ფენომენს სინათლის გაფანტვა ეწოდება. ამ მედიის ხრიკი: მცირე ნაწილაკების შემცველობა, რომელთა რეფრაქციული ინდექსი განსხვავდება გარემოსგან. მღვრიე გარემოს სქელ ფენაში გამავალ შუქზე ვლინდება სპექტრის გრძელი ტალღის სიგრძის ნაწილის უპირატესობა და საშუალო ჩნდება მოწითალო მოკლე ტალღის სიგრძით და საშუალო ლურჯად. მიზეზი: ელექტრონები, რომლებიც ახდენენ იძულებით რხევებს მცირე ზომის ელექტრულად იზოტროპული ნაწილაკების ატომებში () უდრის ერთ რხევადი დიპოლს. ეს დიპოლი რხევა მასზე სინათლის ტალღის მოხვედრის სიხშირით და მის მიერ გამოსხივებული სინათლის ინტენსივობით.– მისტერ რეილი. ანუ სპექტრის მოკლე ტალღის ნაწილი ბევრად უფრო ინტენსიურად არის მიმოფანტული, ვიდრე გრძელტალღოვანი ნაწილი. ცისფერი შუქი, რომელიც დაახლოებით 1,5-ჯერ აღემატება წითელ შუქს, დაახლოებით 5-ჯერ უფრო ინტენსიურად ფანტავს, ვიდრე წითელი. ეს ხსნის გაფანტული სინათლის ლურჯ ფერს და გადაცემული სინათლის მოწითალო ფერს. Mi Scattering. რეილის თეორია სწორად აღწერს სინათლის გაფანტვის ძირითად ნიმუშებს მოლეკულებით და ასევე მცირე ნაწილაკებით, რომელთა ზომა ტალღის სიგრძეზე გაცილებით მცირეა (და<λ/15). При рассеянии света на более крупных частицах наблюдаются значительные расхождения с рассмотренной теорией. Строгое описание рассеяния света малыми частицами произвольной формы, размеров и диэлектрических свойств представляет сложную математическую задачу. В соответствии с теорией Ми характер рассеяния зависит от приведенного радиуса частицы . Интенсивность рассеяния зависит от флуктуаций величины ε, которые будут особенно большими в разреженных газах. В жидкостях флуктуации заметными вблизи фазовых переходов. Причиной сильного рассеяния света являются флуктуации плотности, которые из-за неограниченного возрастания сжимаемости веществавблизи критической точки становятся большими.რამანის სინათლის გაფანტვა. -არაელასტიური გაფანტვა. რამანის გაფანტვა გამოწვეულია გარემოს მოლეკულების დიპოლური მომენტის ცვლილებით შევარდნილი ტალღის E ველის მოქმედებით. მოლეკულების ინდუცირებული დიპოლური მომენტი განისაზღვრება მოლეკულების პოლარიზებადობით და ტალღის სიძლიერით. .

წყლის ზედაპირზე ტალღების გავრცელებაზე ორი ან მეტი წყაროდან დაკვირვება გვიჩვენებს, რომ ტალღები გადის ერთმანეთზე, ერთმანეთზე ზემოქმედების გარეშე. ანალოგიურად, ხმის ტალღები არ მოქმედებს ერთმანეთზე. როდესაც ორკესტრი უკრავს, თითოეული ინსტრუმენტიდან ხმები ზუსტად ისევე მოდის ჩვენამდე, თითქოს თითოეული ინსტრუმენტი ცალ-ცალკე უკრავს.

ეს ექსპერიმენტულად დადგენილი ფაქტი აიხსნება იმით, რომ ელასტიური დეფორმაციის ფარგლებში, სხეულების შეკუმშვა ან გაჭიმვა ერთი მიმართულებით არ მოქმედებს მათ ელასტიურ თვისებებზე სხვა მიმართულებით დეფორმაციისას. მაშასადამე, თითოეულ წერტილში, სადაც ტალღები სხვადასხვა წყაროდან აღწევს, რამდენიმე ტალღის მოქმედების შედეგი ნებისმიერ დროს უდრის თითოეული ტალღის მოქმედების შედეგების ჯამს. ამ ნიმუშს სუპერპოზიციის პრინციპი ეწოდება.

ტალღის ჩარევა.

სუპერპოზიციის პრინციპის შინაარსის უფრო ღრმად გასაგებად, გავაკეთოთ შემდეგი ექსპერიმენტი.

ტალღის აბაზანაში, ვიბრატორის გამოყენებით ორი ღეროებით, ჩვენ შევქმნით ტალღების ორ წერტილოვან წყაროს იმავე სიხშირით.

რყევები. დაკვირვებები აჩვენებს, რომ ამ შემთხვევაში ტალღების გავრცელების სპეციალური ნიმუში წარმოიქმნება ტალღის აუზში. ზოლები გამოირჩევა წყლის ზედაპირზე, სადაც არ არის ვიბრაცია (სურ. 226).

მსგავსი ფენომენი გვხვდება ხმის ტალღების ექსპერიმენტებში. დავაყენოთ ორი დინამიური დინამიკი და დავუკავშიროთ ერთი ხმის გენერატორის გამომავალს. კლასში მცირე მანძილზე გადაადგილებისას ყურით გესმით, რომ კოსმოსის ზოგიერთ წერტილში ხმა მაღალია, ზოგში კი ჩუმი. ბგერითი ტალღები ორი წყაროდან აძლიერებს ერთმანეთს სივრცის ზოგიერთ წერტილში და ასუსტებს ერთმანეთს სხვებში (სურ. 227).

შედეგად მიღებული ტალღის ამპლიტუდის გაზრდის ან შემცირების ფენომენს, როდესაც ემატება ორი ან მეტი ტალღა იგივე რხევის პერიოდებით, ეწოდება ტალღის ჩარევა.

ტალღის ჩარევის ფენომენი არ ეწინააღმდეგება სუპერპოზიციის პრინციპს. რხევების ნულოვანი ამპლიტუდის მქონე წერტილებში ორი შეხვედრის ტალღა ერთმანეთს არ „ჩაქრება“, ორივე შემდგომში ვრცელდება ცვლილებების გარეშე.

ჩარევის მინიმალური და მაქსიმალური პირობები.

რხევის ამპლიტუდა არის ნული

სივრცეში ის წერტილები, რომლებშიც იგივე ამპლიტუდისა და სიხშირის ტალღები მოდის რხევების ფაზის ცვლასთან რხევების პერიოდის ნახევრად ან ნახევარზე. ორი ტალღის წყაროს რხევის იგივე კანონით, განსხვავება იქნება რხევის პერიოდის ნახევარი, იმ პირობით, რომ ტალღის წყაროებიდან ამ წერტილამდე მანძილების სხვაობა ტოლი ტალღის სიგრძის ნახევარია:

ან ნახევრად ტალღების კენტი რაოდენობა:

განსხვავებას ეწოდება ჩარევის ტალღების ბილიკის განსხვავება და მდგომარეობა

ეწოდება ჩარევის მინიმალური მდგომარეობა.

ინტერფერენციის მაქსიმუმი შეინიშნება სივრცის წერტილებში, რომლებშიც ტალღები რხევის იგივე ფაზაში მოდის. ორი წყაროს რხევების იგივე კანონით, ამ პირობის შესასრულებლად, ბილიკის სხვაობა უნდა იყოს ტალღების მთელი რიცხვის ტოლი:

თანმიმდევრულობა.

ტალღის ჩარევა შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ დაკმაყოფილებულია თანმიმდევრობის პირობა. სიტყვა "თანმიმდევრულობა" ნიშნავს თანმიმდევრულობას. თანმიმდევრულ რხევებს უწოდებენ რხევებს იგივე სიხშირით და დროში მუდმივი ფაზის სხვაობით.

ჩარევა და ენერგიის შენარჩუნების კანონი.

სად ქრება ორი ტალღის ენერგია ჩარევის მინიმალურ ადგილებში? თუ განვიხილავთ მხოლოდ ერთ ადგილს, სადაც ორი ტალღა ხვდება, მაშინ ასეთ კითხვაზე სწორი პასუხის გაცემა შეუძლებელია. ტალღების გავრცელება არ არის სივრცის ცალკეულ წერტილებში რხევების დამოუკიდებელი პროცესების ერთობლიობა. ტალღური პროცესის არსი არის რხევების ენერგიის გადატანა სივრცის ერთი წერტილიდან მეორეში და ა.შ. ჩარევის მინიმალურ ადგილებში ტალღის ჩარევის შემთხვევაში მიღებული რხევების ენერგია მართლაც ნაკლებია ჯამზე. ორი ჩარევის ტალღის ენერგია. მაგრამ ჩარევის მაქსიმუმებში, მიღებული რხევების ენერგია აჭარბებს ჩარევის ტალღების ენერგიის ჯამს ზუსტად იმდენს, რამდენიც ენერგია შემცირდა ჩარევის ადგილებში. როდესაც ტალღები ერევა, ვიბრაციის ენერგია გადანაწილდება სივრცეში, მაგრამ მკაცრად დაცულია ენერგიის შენარჩუნების კანონი.

ტალღების დიფრაქცია.

თუ თქვენ შეამცირებთ ხვრელის ზომას ბარიერში ტალღის გზაზე, მაშინ რაც უფრო მცირეა ხვრელი, მით უფრო დიდია გადახრები გავრცელების სწორხაზოვანი მიმართულებიდან ტალღების მიერ (ნახ. 228, ა. ბ). ტალღის გავრცელების მიმართულების გადახრას ბარიერის საზღვარზე სწორი ხაზიდან ტალღის დიფრაქცია ეწოდება.

ხმის ტალღების დიფრაქციის დასაკვირვებლად დინამიკებს ვუერთებთ ხმის გენერატორის გამოსავალს და ხმის ტალღების გავრცელების გზაზე ვათავსებთ მასალისგან დამზადებულ ეკრანს.

ხმის ტალღების შთანთქმა. მიკროფონის ეკრანის უკან გადაადგილებით, შეგიძლიათ გაიგოთ, რომ ხმის ტალღები ასევე რეგისტრირებულია ეკრანის კიდეს უკან. ხმის ვიბრაციის სიხშირის და, შესაბამისად, ხმის ტალღების სიგრძის შეცვლით, შეიძლება დადგინდეს, რომ დიფრაქციის ფენომენი ტალღის სიგრძის ზრდასთან ერთად უფრო შესამჩნევი ხდება.

ტალღების დიფრაქცია ხდება მაშინ, როდესაც ისინი ხვდებიან ნებისმიერი ფორმისა და ზომის დაბრკოლებას. ჩვეულებრივ, როდესაც დაბრკოლების ან დაბრკოლების ხვრელის ზომები ტალღის სიგრძესთან შედარებით დიდია, ტალღების დიფრაქცია ძნელად შესამჩნევია. დიფრაქცია ყველაზე მკაფიოდ ვლინდება, როდესაც ტალღები გადიან ხვრელში, რომლის ზომებია ტალღის სიგრძის რიგის მიხედვით, ან როდესაც ისინი ხვდებიან იმავე ზომის დაბრკოლებებს. საკმარისად დიდ დისტანციებზე ტალღების წყაროს, ბარიერსა და ტალღების დაკვირვების ადგილს შორის, დიფრაქციული ფენომენი ასევე შეიძლება მოხდეს ხვრელის ან ბარიერის დიდ ზომებში.

ჰიუგენს-ფრენელის პრინციპი.

დიფრაქციის ფენომენის თვისებრივი ახსნა შეიძლება მოხდეს ჰაიგენსის პრინციპის საფუძველზე. თუმცა ჰაიგენსის პრინციპი ვერ ხსნის ტალღის გავრცელების ყველა მახასიათებელს. მოდით მოვათავსოთ ბარიერი ფართო გახსნით თვითმფრინავის ტალღების გზაზე ტალღის აბანოში. გამოცდილება აჩვენებს, რომ ტალღები გადის ხვრელში და ვრცელდება სხივის თავდაპირველი მიმართულებით. სხვა მიმართულებით, ხვრელიდან ტალღები არ ვრცელდება. ეს ეწინააღმდეგება ჰაიგენსის პრინციპს, რომლის მიხედვითაც მეორადი ტალღები უნდა გავრცელდეს ყველა მიმართულებით პირველადი ტალღის მიერ მიღწეული წერტილებიდან.

ტალღებს გავუკეთოთ ფართო ბარიერი. გამოცდილება აჩვენებს, რომ ტალღები არ ვრცელდება ბარიერის მიღმა, რაც კვლავ ეწინააღმდეგება ჰაიგენსის პრინციპს. ტალღების დაბრკოლებების შეხვედრისას დაფიქსირებული ფენომენების ასახსნელად, ფრანგმა ფიზიკოსმა ავგუსტინ ფრენელმა (1788-1827) 1815 წელს შეავსო ჰიუგენსის პრინციპი მეორადი ტალღების თანმიმდევრულობისა და მათი ჩარევის შესახებ. პირველადი ტალღის სხივის მიმართულებიდან ტალღების არარსებობა ფართო დიაფრაგმის მიღმა ჰაიგენს-ფრესნელის პრინციპის მიხედვით აიხსნება იმით, რომ დიაფრაგმის სხვადასხვა ნაწილის მიერ გამოსხივებული მეორადი თანმიმდევრული ტალღები ერევა ერთმანეთს. ტალღები არ არის იმ ადგილებში, სადაც დაკმაყოფილებულია ჩარევის მინიმალური პირობები მეორადი ტალღებისთვის სხვადასხვა მონაკვეთებიდან.

ტალღის პოლარიზაცია.

ინტერფერენციისა და დიფრაქციის ფენომენები

შეიმჩნევა როგორც გრძივი, ისე განივი ტალღების გავრცელებისას. თუმცა, განივი ტალღებს აქვთ ერთი თვისება, რაც გრძივი ტალღებს არ გააჩნიათ - პოლარიზაციის თვისება.

პოლარიზებული ტალღა არის განივი ტალღა, რომელშიც ყველა ნაწილაკი რხევა იმავე სიბრტყეში. რეზინის კაბელში სიბრტყით პოლარიზებული ტალღა მიიღება, როდესაც ტვინის ბოლო ვიბრირებს ერთ სიბრტყეში. თუ ძაფის ბოლო რხევა სხვადასხვა მიმართულებით, მაშინ ძაფის გასწვრივ გავრცელებული ტალღა არ არის პოლარიზებული.

ამ ტალღის პოლარიზაცია შესაძლებელია მის გზაზე ვიწრო ჭრილის სახით ნახვრეტიანი ბარიერის დაყენებით. სლოტი იძლევა მხოლოდ კაბელის ვიბრაციას, რომელიც ხდება მის გასწვრივ. ამიტომ ტალღა ჭრილში გავლის შემდეგ ხდება პოლარიზებული ჭრილის სიბრტყეში (სურ. 229). თუ სიბრტყით პოლარიზებული ტალღის შემდგომ გზაზე მეორე ჭრილი მოთავსებულია პირველის პარალელურად, მაშინ ტალღა თავისუფლად გადის მასში. მეორე სლოტის ბრუნვა პირველთან მიმართებაში 90°-ით აჩერებს ტალღის გავრცელების პროცესს სადენში.

მოწყობილობას, რომელიც ირჩევს ყველა შესაძლო ვიბრაციას, რომელიც ხდება ერთ სიბრტყეში (პირველი სლოტი), ეწოდება პოლარიზატორი. მოწყობილობას, რომელიც საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ ტალღის პოლარიზაციის სიბრტყე (მეორე ჭრილი), ეწოდება ანალიზატორი.

პოლარიზებული სხივების ჩარევა- ფენომენი, რომელიც ხდება თანმიმდევრული პოლარიზებული სინათლის ვიბრაციების დამატებისას (იხ. მსუბუქი პოლარიზაცია).და. გვ. ლ. სწავლობდა კლასიკურში O. Fresnel (A. Fresnel) და D. F. Arago (D. F. Arago) (1816) ექსპერიმენტები. ნაიბი, ჩარევის კონტრასტი. ნიმუში შეინიშნება ერთი ტიპის პოლარიზაციის (წრფივი, წრიული, ელიფსური) თანმიმდევრული რხევების დამატებისას დამთხვევა აზიმუთებით. ჩარევა არასდროს შეინიშნება, თუ ტალღები პოლარიზებულია ორმხრივ პერპენდიკულარულ სიბრტყეში. როდესაც ემატება ორი წრფივად პოლარიზებული ორმხრივი პერპენდიკულარული რხევა, ზოგად შემთხვევაში წარმოიქმნება ელიფსურად პოლარიზებული რხევა, რომლის ინტენსივობა უდრის საწყისი რხევების ინტენსივობის ჯამს. I. გვ. l. შეიძლება დაფიქსირდეს, მაგალითად, როდესაც ხაზოვანი პოლარიზებული სინათლე გადის ანიზოტროპულ მედიაში. ასეთ გარემოში გავლისას პოლარიზებული რხევა იყოფა ორ თანმიმდევრულ ელემენტარულ ორთოგონალურ რხევად, რომლებიც მრავლდებიან დეკომპ. სიჩქარე. შემდეგი, ამ რხევებიდან ერთ-ერთი გარდაიქმნება ორთოგონალურში (დამთხვევა აზიმუტების მისაღებად) ან იმავე ტიპის პოლარიზაციის კომპონენტები დამთხვევით აზიმუთებით გამოყოფილია ორივე რხევისგან. დაკვირვების სქემა I. p. l. პარალელურ სხივებში მოცემულია ნახ. ერთი, ა. პარალელური სხივების სხივი ტოვებს პოლარიზატორი N 1 ხაზობრივად პოლარიზებულს მიმართულებით ნ 1 ნ 1 (ნახ. 1, ბ). ჩანაწერში რომ, ამოჭრილი ორმხრივი ცალღერძიანი კრისტალიდან მისი ოპტიკის პარალელურად. ცულები OOდა განლაგებულია შემხვედრი სხივების პერპენდიკულარულად, რხევები გამოყოფილია ნ 1 N 1 კომპონენტებში ეოპტიკურის პარალელურად ღერძი (არაჩვეულებრივი) და A 0 ოპტიკის პერპენდიკულარული. ღერძი (ჩვეულებრივი). ჩარევის კონტრასტის გასაზრდელად. ნიმუშის კუთხე შორის ნ 1 ნ 1 და მაგრამ 0 დაყენებულია 45°-ის ტოლი, რის გამოც რხევის ამპლიტუდებია ედა მაგრამ 0 ტოლია. გარდატეხის ინდექსები n e და n 0 ამ ორი სხივისთვის განსხვავებულია და, შესაბამისად, მათი სიჩქარეც განსხვავებულია.

ბრინჯი. 1. პოლარიზებული სხივების ჩარევაზე დაკვირვება პარალელურ სხივებში: ა - სქემა; ბ- სქემის შესაბამისი რხევის ამპლიტუდების განსაზღვრა ა.

განაწილება შიგნით რომ, რის შედეგადაც ფირფიტის გასასვლელში რომმათ შორის არის ფაზური სხვაობა d=(2p/l)(n 0 -n ე), სად ლარის ფირფიტის სისქე, l არის დაცემის სინათლის ტალღის სიგრძე. ანალიზატორი ნ 2 თითოეული სხივიდან ედა მაგრამ 0 გადასცემს მხოლოდ კომპონენტებს ვიბრაციებით მისი გადაცემის მიმართულების პარალელურად ნ 2 ნ 2. თუ ჩ. პოლარიზატორისა და ანალიზატორის ჯვარედინი მონაკვეთები გადაკვეთილია ( ნ 1 ^ნ 2 ) , შემდეგ ტერმინების ამპლიტუდები მაგრამ 1 და მაგრამ 2 ტოლია და მათ შორის ფაზური სხვაობაა D=d+p. იმის გამო, რომ ეს კომპონენტები თანმიმდევრული და ხაზოვანი პოლარიზებულია იმავე მიმართულებით, ისინი ერევიან. დამოკიდებულია D-ის მნიშვნელობაზე თითო-ლ-ზე. ფირფიტის მონაკვეთზე დამკვირვებელი ხედავს ამ მონაკვეთს, როგორც მუქ ან ღია (d \u003d 2kpl) მონოქრომატულში. მსუბუქი და განსხვავებულად შეფერილი თეთრ შუქზე (ე.წ. ქრომატული პოლარიზაცია). თუ ფირფიტა სისქით ან გარდატეხის ინდექსით არაერთგვაროვანია, მაშინ მისი ადგილები იგივე ამ პარამეტრებით იქნება შესაბამისად თანაბრად მუქი ან თანაბრად ღია (ან თანაბრად შეღებილი თეთრ შუქზე). იმავე ფერის მოსახვევებს ეძახიან. იზოქრომები. დაკვირვების სქემის მაგალითი I. p. l. კონვერტაციულ მთვარეებში ნაჩვენებია ნახ. 2. სხივების კონვერტაციული სიბრტყით პოლარიზებული სხივი L 1 ლინზიდან ეცემა ცალღერძიანი კრისტალიდან მის ოპტიკაზე პერპენდიკულარულ ფირფიტაზე. ცულები. ამ შემთხვევაში, სხვადასხვა დახრილობის სხივები გადის სხვადასხვა გზას ფირფიტაში, ხოლო ჩვეულებრივი და არაჩვეულებრივი სხივები იძენენ ბილიკების განსხვავებას D=(2p. ლ/lcosy)(n 0 -n ე), სადაც y არის კუთხე სხივების გავრცელების მიმართულებასა და ბროლის ზედაპირზე ნორმალურს შორის. ჩარევა დაფიქსირდა ამ შემთხვევაში. სურათი მოცემულია ნახ. 1 და ხელოვნებაში. კონოსკოპიული ფიგურები. წერტილები, რომლებიც შეესაბამება იმავე ფაზურ განსხვავებებს D,

ბრინჯი. 2. პოლარიზებული სხივების ჩარევაზე დაკვირვების სქემა კონვერგირებულ სხივებში: N 1 - პოლარიზატორი; N 2, - ანალიზატორი, რომ- ფირფიტის სისქე ლ, მოჭრილი ცალღერძიანი ორრეფრინგენტური ბროლისგან; L 1 , L 2 - ლინზები.

განლაგებულია კონცენტრულად წრე (მუქი ან ღია, დამოკიდებულია D-ზე). სხივები შედის რომჩრ.-ის პარალელურად რყევებით. სიბრტყე ან მასზე პერპენდიკულარული, არ იყოფა ორ კომპონენტად და N 2 ^N 1 არ გამოტოვებს ანალიზატორს ნ 2. ამ თვითმფრინავებში თქვენ მიიღებთ ბნელ ჯვარს. Თუ ნ 2 ||ნ 1 ჯვარი მსუბუქი იქნება. I. გვ. l. მიმართა

ჩვეულებრივი და არაჩვეულებრივი ტალღები, რომლებიც წარმოიქმნება ცალღერძულ კრისტალში, როდესაც მასზე სიბრტყის პოლარიზებული შუქი ეცემა, თანმიმდევრულია და გარკვეულ პირობებში, შეიძლება ხელი შეუშალოს ერთმანეთს. (სინათლის ჩარევის თეორია და ჩარევის დასაკვირვებლად აუცილებელი პირობები დეტალურად არის აღწერილი ლაბორატორიული სამუშაოს სახელმძღვანელოში "სინათლის ჩარევა", ასევე, გვ. 347-349.)

ნახ. 11 გვიჩვენებს ოპტიკურ სქემას, რომელიც საშუალებას იძლევა დააკვირდეს პოლარიზებული სინათლის ჩარევას. თვითმფრინავის პოლარიზებული შუქი პოლარიზატორიდან პ, ჩვეულებრივ ეცემა სიბრტყე პარალელურ ფირფიტაზე რომამოჭრილი ცალღერძიანი კრისტალიდან მისი ოპტიკური ღერძის პარალელურად. ფირფიტიდან გასასვლელში წარმოიქმნება ფაზური სხვაობა ჩვეულებრივ და არაჩვეულებრივ ტალღებს შორის

სად არის ოპტიკური ბილიკის განსხვავება, დარის ფირფიტის სისქე. მიუხედავად იმისა, რომ ეს ტალღები თანმიმდევრულია და ბროლიდან გამოსვლის შემდეგ ერთი და იგივე მიმართულებით ვრცელდება, მათ არ შეუძლიათ ჩარევა, რადგან ისინი პოლარიზებულნი არიან ორმხრივ პერპენდიკულარულ სიბრტყეებში. მათი სუპერპოზიციის შედეგად მიიღება ელიფსურად პოლარიზებული სინათლე (იხ. ნაწილი 1, გვ. 5). ამიტომ ჩარევის მისაღებად აუცილებელია ამ ტალღების რხევების სიბრტყეების გაერთიანება, რასაც ახორციელებს ანალიზატორი. მაგრამ. ანალიზატორი გაივლის მხოლოდ იმ კომპონენტს თითოეული ამ რხევიდან, რომელიც არის ანალიზატორის სიბრტყის პარალელურად. ეს ილუსტრირებულია ნახ. 12, რომელშიც ანალიზატორის სიბრტყე გადის სეგმენტში ოო'ნახატის სიბრტყეზე პერპენდიკულარული და ე ’შესახებდა ე ’ევექტორის კომპონენტებია ე ჩვეულებრივი და არაჩვეულებრივი ტალღები, შესაბამისად, გავიდა ანალიზატორის მიერ.

ანალიზატორის გამოსავალზე დაფიქსირებული ჩარევის ნიმუში დამოკიდებულია რამდენიმე ფაქტორზე: ფაზის განსხვავებაზე დ, დაცემის სინათლის ტალღის სიგრძე, კუთხე პოლარიზატორის სიბრტყესა და ფირფიტის ოპტიკურ ღერძს შორის და კუთხე პოლარიზატორისა და ანალიზატორის სიბრტყეებს შორის. ამ მნიშვნელობების თანაფარდობიდან გამომდინარე, ეკრანზე შეინიშნება განსხვავებული განათება.

მაგალითად, ჩვენ აღვწერთ ჩარევის შაბლონს მონოქრომატულ სინათლეში, რომელიც შეინიშნება, როდესაც კუთხე პოლარიზატორისა და ანალიზატორის სიბრტყეს შორის ნულის ტოლია. თუ ფაზის განსხვავება დ, რომელიც წარმოიქმნება ჩვეულებრივ და არაჩვეულებრივ ტალღებს შორის (ფორმულა (8)), არის 2p-ის ჯერადი ( დ = 2mp; მ= ±1; ±2; ...), მაშინ ანალიზატორის გავლით სინათლის ინტენსივობა იქნება მაქსიმალური. თუ დ = (2მ+1)გვ (მ= ±1; ±2; ...), მაშინ ანალიზატორის გავლით სინათლის ინტენსივობა მინიმალურია. ღირებულებებისთვის დ, წინაგან განსხვავებით, სინათლის ინტენსივობა იღებს შუალედურ მნიშვნელობას მაქსიმუმსა და მინიმალურს შორის.

თუ თვითმფრინავის პოლარიზებული თეთრი შუქი ეცემა ფირფიტაზე, მაშინ ანალიზატორის საშუალებით დათვალიერებისას ფირფიტა თითქოს ფერადია და როდესაც ანალიზატორი ან პოლარიზატორი ბრუნავს ერთმანეთთან შედარებით, ფირფიტის ფერი შეიცვლება. ეს იმიტომ ხდება, რომ თეთრი სინათლის მონოქრომატული კომპონენტებისთვის, რომლებსაც აქვთ სხვადასხვა ტალღის სიგრძე, ფაზური სხვაობის მნიშვნელობები დ, რომლებიც განსაზღვრავს მათი ჩარევის შედეგს, არ არის იგივე.

როცა სისქე დფირფიტები სხვადასხვა ადგილას განსხვავებულია, შემდეგ, როგორც ფორმულიდან (8) ჩანს, მნიშვნელობები დასევე განსხვავდებიან. ამიტომ, როდესაც ასეთი ფირფიტა ანალიზატორის საშუალებით შეინიშნება მონოქრომატულ შუქზე, მის ზედაპირზე ჩანს მუქი და მსუბუქი ჩარევის ზღურბლების სისტემა, რომელიც შეესაბამება ფირფიტის იმავე სისქის მონაკვეთებს. თეთრ შუქზე ეს ფირფიტა იძენს მრავალფეროვან ფერს და თითოეული ფერის ჩარევის ხაზს ( იზოქრომატული ) აკავშირებს ფირფიტის იმ წერტილებს, სადაც მისი სისქეა დიგივეა.

პოლარიზებული სხივების ჩარევა- ფენომენი, რომელიც ხდება თანმიმდევრული პოლარიზებული სინათლის ვიბრაციების დამატებისას.

ოპტიკური ღერძის პარალელურად ბროლის ფირფიტის სახეზე ბუნებრივი შუქის ნორმალური დაცემით, ჩვეულებრივი და არაჩვეულებრივი სხივები გამრავლების გარეშე, მაგრამ სხვადასხვა სიჩქარით ვრცელდება. ორმხრივად პერპენდიკულარულ სიბრტყეში პოლარიზებული ორი სხივი გამოვა ფირფიტიდან, რომელთა შორის იქნება ოპტიკური ბილიკის განსხვავება.

ან ფაზის განსხვავება

სად არის ფირფიტის სისქე და არის სინათლის სიგრძე ვაკუუმში. თუ ბროლის ფირფიტიდან გამომავალი სხივების გზაზე მოთავსებულია პოლარიზატორი, მაშინ პოლარიზატორის გავლის შემდეგ ორივე სხივის რხევები იმავე სიბრტყეში იქნება. მაგრამ ისინი არ ჩაერევიან, რადგან ისინი არ არიან თანმიმდევრული, თუმცა ისინი მიიღება სინათლის ერთი წყაროდან გამოყოფით. ჩვეულებრივი და არაჩვეულებრივი სხივები შეიცავს ვიბრაციას, რომელიც მიეკუთვნება ცალკეული ატომების მიერ გამოსხივებული ტალღების სხვადასხვა მატარებლებს. თუ თვითმფრინავით პოლარიზებული შუქი მიმართულია ბროლის ფირფიტაზე, მაშინ თითოეული მატარებლის რხევები იყოფა ჩვეულებრივ და არაჩვეულებრივ სხივებს შორის იმავე პროპორციით, ასე რომ, გამავალი სხივები აღმოჩნდება თანმიმდევრული.

პოლარიზებული სხივების ჩარევა შეიძლება შეინიშნოს, როდესაც წრფივი პოლარიზებული სინათლე (მიღებული ბუნებრივი სინათლის პოლარიზატორის გავლით) გადის ბროლის ფირფიტაზე, რომლის გავლითაც სხივი იყოფა ორ თანმიმდევრულ, პოლარიზებულად.

ორმხრივ პერპენდიკულარულ სიბრტყეში, სხივი. კრისტალური ფირფიტა უზრუნველყოფს ჩვეულებრივი და არაჩვეულებრივი სხივების თანმიმდევრულობას და ქმნის მათ შორის ფაზურ განსხვავებას მიმართების მიხედვით (6.38.9).

პოლარიზებული სხივების ჩარევის შაბლონის დასაკვირვებლად საჭიროა ერთ-ერთი სხივის პოლარიზაციის სიბრტყის როტაცია მანამ, სანამ იგი არ დაემთხვევა მეორე სხივის პოლარიზაციის სიბრტყეს, ან ორივე სხივიდან კომპონენტების გამოყოფა რხევის იგივე მიმართულებით. ეს კეთდება პოლარიზატორის გამოყენებით, რომელიც მოაქვს სხივების ვიბრაციას ერთ სიბრტყეში. ეკრანზე შეიძლება შეინიშნოს ჩარევის ნიმუში.

შედეგად მიღებული რხევის ინტენსივობა, სადაც არის კუთხე პოლარიზატორის სიბრტყესა და ბროლის ფირფიტის ოპტიკურ ღერძს შორის, არის კუთხე პოლარიზატორების სიბრტყეებს შორის და სისტემაში გადაცემული სინათლის ინტენსივობა და ფერი დამოკიდებულია ტალღის სიგრძეზე. . როდესაც ერთ-ერთი პოლარიზატორი ბრუნავს, შეიცვლება ჩარევის ნიმუშის ფერი. თუ ფირფიტის სისქე სხვადასხვა ადგილას ერთნაირი არ არის, მაშინ ეკრანზე შეიმჩნევა ჭრელი ფერის სურათი.

საკონტროლო კითხვები მოსწავლეთა თვითმმართველობის მომზადებისთვის:

1. რა არის სინათლის დისპერსია?

2. რა ნიშნებით შეიძლება განვასხვავოთ პრიზმით და დიფრაქციული ბადეებით მიღებული სპექტრები?

3. რას ჰქვია ბუნებრივი სინათლე? თვითმფრინავი პოლარიზებულია? ნაწილობრივ პოლარიზებული შუქი?

4. ჩამოაყალიბეთ ბრიუსტერის კანონი.

5. რა იწვევს ორმხრივი შეფერხებას ოპტიკურად ანიზოტროპულ ცალღერძულ კრისტალში?

6. კერის ეფექტი.

ლიტერატურული წყაროები:

1. ტროფიმოვა, თ.ი. ფიზიკის კურსი: სახელმძღვანელო. შემწეობა უნივერსიტეტებისთვის / T.I. ტროფიმოვი. – M.: ACADEMIA, 2008 წ.

2. საველიევი, ი.ვ. ზოგადი ფიზიკის კურსი: სახელმძღვანელო. სახელმძღვანელო ტექნიკური კოლეჯებისთვის: 3 ტომად / I.V. Savelyev. - პეტერბურგი: სპეც. განათება, 2005 წ.