Банк завдань до третього змістового модуля

1. Визначити показник заломлення n рідини, якщо промені, що падають на поверхню рідини під кутом θ=40° до горизонту, заломлюються в рідині під кутом і₂ =35°.

2. Промінь світла падає під кутом і₁=30° на дно скляної посудини, заповненої водою, і виходить крізь дно в повітря. Під яким кутом і₂виходить промінь?

3. У скільки разів глибина водоймища здається меншою, ніж вона є в дійсності, якщо дивиться: а) зверху по вертикалі; б) під кутом і=60° до вертикалі?

4. Чому розширюється пучок паралельних промінів світла, який входить із повітря у воду під деяким кутом?

5. Промінь світла переходить зі скла у воду. За якого найменшого кута падіння і_грспостерігається повне внутрішнє відбиття?

6. Пучок монохроматичного світла падає під кутом і=45° на бічну грань скляної (n=1,6) призми, кут заломлення α=60°. Визначити кут δ відхилення пучка від первісного напряму. Яким буде цей кут , якщо призму занурити у воду?

7. Світловий промінь пройшов крізь плоско паралельну пластинку, товщина якої d=2 см. На яку відстань L змінився промінь, що вийшов із пластинки паралельно променя, що падав на пластинку, якщо кут падіння променя і₁ =
= 60°.

8. На дні посудини під центром круглої непрозорої пластинки діаметра D=2 см розмістили точкове джерело світла. Посудину поступово заповнюють водою, пластинка при цьому плаває на поверхні. За якої висоти h рівня води промені почнуть виходити з неї.

9. На торець скляного світловода падає світло під кутом а. Яким має бути найменший показник заломлення n скла, щоб світло, яке ввійшло у світловод, не могло вийти крізь його бічну стінку незалежно від кута α ?

10. Чому блищать повітряні бульбашки у води?

11. Людина наближається до дзеркала зі швидкістю ₁= 1 м/с. З якою швидкістю ₂ вона наближається до свого зображення?

12. Чи можна в плоскому дзеркалі невеликого розміру побачити повне зображення високого дерева?

13. Якого мінімального розміру h має бути дзеркало, що висить на стіні, щоб людина, зріст якої Н, побачила себе на весь зріст, якщо очі людини перебувають проти верхнього краю дзеркала? Як залежить розмір дзеркала від відстані між дзеркалом і людиною?

14. Вгнуте сферичне дзеркало дає на екрані зображення предмета, збільшене в 3 рази й обернене (β = - 3). Відстань від вершини дзеркала до предмета s = - 20 см. Визначити радіус кривизни R дзеркала.

15. Визначити фокусну відстань f вгнутого сферичного дзеркала, якщо відстань між предметом і зображенням L = 15 см, а зображення збільшене у 2 рази й обернене (β = - 2).

16. Опукле сферичне дзеркало має радіус кривизни R =40 см. На відстані
s = –10 см від дзеркала розміщується предмет, висота якого h = 5 см. Визначити положення s′ і висоту h′ зображення. Побудувати зображення.

17. Визначити побудовою хід променів за збиральною (а, б) і розсіювальною (в,г) лінзами, якщо відомі положення лінз, головної оптичної осі та головних фокусів.

18. Визначити побудовою положення фокусів тонкої лінзи, якщо відомі положення оптичної осі ОО′ і хід довільного променя (а,б)

19. Визначити побудовою хід променя в системі розсіювальної та збиральної лінз.

20. Побудувати зображення відрізків АВ, які розміщені на головній оптичній осі, у збиральній і розсіювальній лінзах (а,б).

21. За яких умов двоопукла скляна лінза, показник заломлення якої n = 1,6, стане розсіювальною?

22. Плоско-опукла тонка лінза, яка повернута плоскою стороною до предмета, дає його дійсне збільшене зображення. Як зміниться зображення, якщо лінзу повернути опуклою стороною до предмета?

23. Фокусна відстань лінзи f′ = 20см. На якій відстані s від лінзи треба розмістити предмет, щоб його уявне зображення знаходилось на відстані
s′ = –40 см від лінзи? Яким буде збільшення β?

24. На відстані s= –20 см від збиральної лінзи, оптична сила якої в повітрі
Ф = 10 дптр, поставили предмет заввишки h=5 см. Визначити положення s′ і висоту h′ зображення. Зробити рисунок.

25. Довести, що у двоопуклій лінзі з однаковими за модулем радіусами кривизни поверхонь і показником заломлення n = 1,5, яка міститься в повітрі, фокуси збігаються з центрами кривизни. У скільки разів зміниться фокусна відстань, якщо лінзу занурити у воду (n_в =1,33)?

26. Оптична система складається зі збиральної лінзи, фокусна відстань якої f′= 30 см, і плоского дзеркала, розташованого на відстані α = 15 см від лінзи перпендикулярно до її оптичної осі. Предмет знаходиться перед лінзою на відстані s = –15 см. Визначити положення s′ зображення, яке дає система.

27. Збиральну і розсіювальну лінзи розмістили близько одна від одної на оптичній лаві між предметом та екраном. Визначити фокусну відстань розсіювальної лінзи, якщо відстань від системи лінз до предмета s = –50 см, від лінзи до екрана, на якому спостерігається зображення, s′ = 30 см, а фокусна відстань збиральної лінзи = 10 см.

28. За допомогою лінзи, оптична сила якої Ф = 5 дптр, отримали зображення предмета , однакове за розмірами із самим предметом. На якій відстані s від лінзи треба розмістити предмет, щоб зображення зменшилось у 4 рази?

29. За допомогою тонкої лінзи на екрані одержали зображення предмета з п’ятикратним збільшенням. Не змінюючи положення лінзи, екран змістили вздовж оптичної осі на відстань l = 30 см. Щоб зображення було різким, змістили й предмет. У цьому разі зображення виявилось у 3 рази більшим за предмет. На яку відстань Δs змістили предмет?

30. Коли оптична сила ока є більшою: при розгляданні предметів, що містяться на малій чи на великій відстані від нього?

31. Яке зображення – уявне чи дійсне – утворюється на сітківці ока під час користування лупою?

32. Яке збільшення Г дає лупа, що складається з двох лінз, фокусні відстані яких відповідно = 5 см і = 7 см? Лінзи складено щільно.

33. Відстань найкращого бачення людини m = 40 см. Який дефект зору і окулярами якої оптичної сили Ф необхідно виправити ?

34. Чому телескопи «наближають» віддалені предмети?

35. Оптична сила об’єктива телескопа Ф = 1 дптр. Окуляр дає збільшення в 10 разів. Встановити збільшення Г телескопа та накреслити хід променів у ньому.

36. Відстань між об’єктивом і окуляром телескопічної системи L = 12 см, а її збільшення Г = –5. Якою буде оптична сила Ф системи цих лінз, якщо їх скласти щільно ?

37. Зорова труба, фокусна відстань об’єктива якої = 50 см, встановлена на нескінченність. Трубу треба сфокусувати на предмет, віддалений на 50 см. На яку відстань r і в якому напрямі треба перемістити окуляр труби?

38. Фокусні відстані об’єктива й окуляра мікроскопа відповідно = 4 мм і = 40 мм. Відстань від об’єктива до окуляра L = 19,4 см. Визначити збільшення Г мікроскопа. На якій відстані s від об’єктива розміщується предмет?

39. Фокусні відстані об’єктива й окуляра мікроскопа відповідно = 5 мм і = 50 мм. Предмет розміщено на відстані s = –5,1 мм від об’єктива. Визначити довжину L тубуса мікроскопа і його збільшення Г для нормального ока.

40. З якої відстані s зроблено фотознімок дерева заввишки h = 5 м, якщо воно має висоту на фотоплівці h′ = 15 мм? Фокусна відстань об’єктива f ′ = 20 см.

41. З літака, що летить на висоті =2 км, проводять топографічні зйомки місцевості фотоапаратом, фокусна відстань якого f = 40 см. Який масштаб знімків? Яким буде масштаб, якщо літак знизиться до висоти = 500 м ? Який мінімальний розмір предметів, що розміщуються на Землі, можна розрізнити з висоти 2 км на фотоплівці, якщо мінімальний розмір видимих деталей зображення на плівці становить 0,1 мм?

Розділ IV. Змістовий модуль ІVВзаємодія електромагнітних хвиль з речовиною. Поляризація, дисперсія,

поглинання і розсіювання світла.

Лекційний матеріал

Як уже було зазначено, електромагнітні хвилі, а отже і світлові, є|з'являтися,являтися| поперечними хвилями, тобто вектори напруженості електричного і магнітного полів хвилі направлені|спрямований| перпендикулярно до напряму|направлення| її поширення|поширення|. На рис. 4.1 наведена схема поширення |поширення| у напрямі осі плоскої електромагнітної хвилі. Якщо напрями|направлення| коливань електричного і магнітного полів у хвилі зберігаються незмінними, то така електромагнітна (світлова) хвиля називається поляризованою хвилею або, точніше, лінійно поляризованою хвилею. Відповідно|відповідно до| світловий пучок (або світловий промінь) називається лінійно поляризованим. У цьому випадку застосовується термін поляризоване світло.

Якщо ж електричне і магнітне поля хвиль безладно змінюють|змінювати,замінювати| свій напрям|направлення| у просторі, як це|звично| має місце у більшості природних джерел світла, то таке світло називають неполяризованим або, інакше, природним світлом.

Будь-яку площину|плоскість|, паралельну напряму|направлення| коливань вектора напруженості електричного поля і напряму|направлення| розповсюдження|поширення| світла, ми називатимемо площиною|плоскість| поляризації. У старих підручниках|посібник| і статтях площина|плоскість| поляризації вибиралася інакше — паралельно магнітному полю світлової хвилі. На досліді|дослід| поляризація світла виявляється як залежність його властивостей від орієнтації світлових променів щодо|відносно| середовищ|середа|, що відбивають або заломлюють світло. Розглянемо|розгледимо| простий дослід|дослід|, що ілюструє явище поляризації світла при проходженні його через пластинки|платівка| кристала турмаліну. Для цієї мети|ціль| беруть дві пластинки|платівка| турмаліну, які вирізані так, щоб одне їх ребро було паралельне так званій оптичній осі кристала (докладніше про це буде сказано при вивченні оптичних властивостей кристалів).

Якщо на шляху|колія,дорога| променя світла, що йде від звичайного|звичний| джерела, І (лампа розжарювання), поставити одну пластинку|платівка| турмаліну ,то пластинка|платівка| виявляється|опинятися| прозорою для променя світла (рис. 4. 2).

Вона здійснює|виробляти,справляти| лише деяке ослаблення|ослабіння| світла. Якщо обертати її навколо|навкруги,довкола| променя світла, то якої-небудь зміни в інтенсивності світла не виявляється. Поставимо тепер на шляху|колія,дорога| світла другу турмалінову пластинку|платівка| так, щоб осі обох пластинок|платівка| були паралельні (рис.4.2). В цьому випадку обидві пластинки|платівка| виявляються|опинятися| знову прозорими для променя світла і в сумі ослаблюють|послабити,послаблювати| його так само, як одна пластинка|платівка|, що має товщину, рівну сумарній товщині двох пластинок|платівка|. Якщо ж тепер обертати другу пластинку|платівка| навколо|навкруги,довкола| променя світла, то можна відмітити|помітити| поступове ослаблення|ослабіння| променя світла, що пройшло через обидві пластинки. При орієнтації обох пластинок|платівка| так, щоб їх осі були перпендикулярні, пластинки|платівка| практично зовсім не пропускатимуть світла (рис.4.3). Цей дослід|дослід| показує, що світло, що йде від природного джерела, і світло, що пройшло через пластинку|платівка| турмаліну, відрізняються за своїми властивостями.

Кристали турмаліну мають здатність|здібність| добре пропускати тільки|лише| такі світлові хвилі, у|в,біля| яких напрям|направлення| вектора напруженості електричного поля співпадає|збігатися| з|із| оптичною віссю кристала, і, навпаки, сильно поглинають ті світлові хвилі, у|в,біля| яких вектор електричної напруженості перпендикулярний оптичній осі. Тому крізь пластинку|платівка| турмаліну проходять|минати,спливати| тільки|лише| ті промені світла, у|в,біля| яких електричні коливання здійснюються|скоюються,чиняться| строго|суворо| в одному напрямі|направлення|, паралельному оптичній осі кристалічної пластинки|платівка|. Світло, що пройшло через пластинку|платівка| турмаліну, виявляється|опинятися|, таким чином, поляризованим, або, точніше, лінійно поляризованим світлом. Явище отримання|здобуття| з|із| природного світла поляризованого світла отримало|одержала| назву поляризації світла. В даному випадку перша пластинка турмаліну буде поляризатором, а друга – аналізатором. За допомогою першої пластинки турмаліну ми одержали поляризоване світло, а за допомогою другої встановили, що воно поляризоване. Поляризація світла спостерігається не тільки|не лише| при проходженні його через кристалічні пластинки|платівка|, але і у ряді|в ряді| інших випадків, наприклад при відбиванні та заломленні світла, при випромінюванні в магнітному полі і т.д. Всі ці явища будуть розглянуті|розгледіти| у відповідних розділах.

Явища проходження світла через турмалінову пластинку|платівка| можна пояснити на механічній моделі. Якщо пропустити мотузок|вірьовка| через решітки з|із| паралельно розташованими|схильний| щілинами|стержень| і збудити|збудити| в мотузці|вірьовка| хвилю, то вона проходитиме через решітки, коли коливання здійснюються|скоюються,чиняться| уздовж|вздовж,уподовж| щілин|стержень ьлл і, навпаки, коливання гаситимуться решітками, якщо вони здійснюються|скоюються,чиняться| перпендикулярно щілинам|стержень|. Хвиля, що поширюється |поширюватися| по мотузці|вірьовка|, поперечна і лінійно поляризована у вертикальній площині|плоскість|. Решітки із|із| щілинами|стержень| відіграють роль кристалічної пластинки|платівка|.

При горизонтальному розташуванні щілин|стержень| крізь|черга| решітки пройде|мине,спливе| лише хвиля, поляризована в горизонтальній площині|плоскість|. Напрям|направлення| щілин|стержень| у механічній моделі аналогічний напряму|направлення| оптичних осей у кристалах.

Поляризація світла при відбиванні й заломленні на межі|кордон| двох діелектриків. Закон Брюстера. Якщо спрямувати пучок природного світла на межу|кордон| поділу двох діелектриків (наприклад, повітря скло|витекла|), то частина світла відбивається, а частина|частка|, заломлюючись, поширюється |поширюватися| в другому середовищі|середа|. Розташовуючи аналізатор (наприклад, кристал турмаліну) на шляху відбитого або заломленого променів|колія,дорога|, можна досліджувати поляризацію відбитого та заломленого променів (рис. 4.4). Таке дослідження було проведене в 1810 р. Е.Малюсом. Виявилось, що в загальному|спільний| випадку відбитий і заломлений промені поляризовані частково, тобто електричні (і магнітні) вектори коливань цих променів, залишаючись у площині|плоскість|, перпендикулярній напряму|направлення| поширення|поширення|, здійснюють|скоювати,чинити| коливання переважно в одному напрямі|направлення|. При деякому строго|суворо| визначеному для даної пари середовищ|середа| значенні кута|ріг,куток| падіння, відбите|відбите| від межі|кордон| поділу світло виявляється|опинятися| повністю лінійно-поляризованим. Такий кут|ріг,куток| падіння називається кутом|ріг,куток| Брюстера або кутом|ріг,куток| повної|цілковитий| поляризації і визначається згідно з законом, встановленим|установлений| у 1815 р. Д.Брюстером:

, 4.1

де — показник заломлення другого середовища|середа| по відношенню до першого.

Для скла з|із| показником заломлення кут|ріг,куток| Брюстера складає біля . Якщо на шляху|колія,дорога| первинно відбитого|відбитого| променя помістити другу пластинку|платівка| зі|із| скла так, щоб промінь на неї падав під тим же кутом|ріг,куток| Брюстера, і перпендикулярна площині|плоскість| падіння компонента для першої пластинки|платівка| стала паралельна площині|плоскість| падіння для другої (таке положення|становище| прийнято називати схрещеним), то інтенсивність відбитого|відбитого| від другої поверхні світла буде рівна нулеві. Якщо повернути|обернути| друге скло на навколо|навкруг,довкола| осі падаючого на нього світла, то інтенсивність відбитого|відбитого| променя буде максимальною. Отже, сукупності таких двох відбиваючих поверхонь поводяться подібно до двох кристалів турмаліну.

При падінні світла на межу|кордон| поділу двох діелектриків під кутом|ріг,куток|, що задовольняє закону Брюстера, заломлений промінь поляризується максимально, але|та| не повністю. Для скла з|із| показником заломлення процент поляризації при падінні світла під кутом Брюстера складає близько 15%. Примушуючи|заставляючи| промінь неодноразово заломлюватися, за умови падіння кожний раз на межу|кордон| поділу під|стать| кутом|ріг,куток| Брюстера можна збільшити ступінь|міра| поляризації. Достатньо|досить| заломлення на 8-10 накладених одна на одну скляних пластинок, щоб світло, що вийшло з такої системи, стало практично повністю поляризованим. Таку сукупність пластинок|платівка| називають стопою Столєтова. Залежно від необхідності досліджувати в тій або іншій спектральній області вибирається відповідний|придатний| матеріал стопи. Так, якщо у видимій області матеріалом стопи може бути звичайне|звичний| скло, то в інфрачервоній – селен або хлористе срібло.

Все зазначене має місце для середовищ|середа| із|із| ізотропними молекулами. Нестроге|суворий| дотримання закону Брюстера частково можна пояснити, мабуть|очевидно|, неізотропністью молекул, що часто має місце в багатьох реальних випадках. Ці висновки|виведення| підтверджуються формулами Френеля, з|із| яких витікає, зокрема, закон Брюстера.

Як випливає з формул Френеля, при падінні світла на межу|кордон| двох прозорих середовищ|середа| під кутом Брюстера відбитий|відбитий| і заломлений промені взаємно перпендикулярні. У цьому легко переконатися також при сумісному|спільний| розгляді закону заломлення і закону Брюстера.

Закон заломлення світла ;

Закон Брюстера

Тобто (див.рис. 4.4)

Пояснення закону Брюстера. Пояснимо тепер суть|сутність,єство| закону Брюстера. Відбивання і заломлення променів є|з'являтися,являтися| результатом взаємодії падаючого променя з|із| середовищем|середа|. Падаюча світлова хвиля порушує|збуджувати| в середовищі|середа| коливання електронів, які стають джерелом вторинних|повторний| хвиль. Ці хвилі, інтерферуючи між собою, дають відбиті і заломлені хвилі. Можна замі-

нити коливання електричного вектора в падаючому природному світлі сукупністю двох взаємно перпендикулярних складових (рис. 4.6), одна з яких лежить у площині|плоскість| падіння, інша – перпендикулярна до неї. Складова на рисунку «зображена|змальована|» точкою|точка|.

Виходячи з напряму|направлення| складових і падаючої хвилі, можна визначити напрями|направлення| відповідних складових заломленої і відбитої хвиль. Оскільки складова електричного вектора, перпендикулярна площині|плоскість| падіння, рівноправна в падаючій, заломленій і відбитій хвилях, то подібні коливання з|із| рівною ймовірністю можуть відбуватися|походити| як в заломленому , так і у відбитому променях. Що стосується складової електричного вектора, еквівалентної вектору , то вона в заломленій хвилі буде направлена|спрямований| по і не стане паралельною . У цьому легко переконатися, якщо звернути увагу на відмінність кутів|ріг,куток| падінні і заломлення та на поперечність електромагнітної хвилі (заломленого світла в даному випадку). Отже, шукана друга складова електричного вектора в заломленому промені , яка розташована|схильний| в площині|плоскість| падіння, повинна бути направлена|спрямований| перпендикулярно заломленому променю. Щоб знайти другу складову електричного вектора у відбитому світлі, яка розташована|схильний| в площині|плоскість| падіння, розкладемо в тій же площині|плоскість| (у площині|плоскість| падіння) на дві складові, які направлені|спрямований| уздовж|вздовж,уподовж| відбитого променя і перпендикулярно до нього . Зважаючи на|внаслідок,унаслідок| поперечність світлових хвиль, у відбитому світлі може бути присутнім тільки|лише| одна складова вектора , яка направлена|спрямований| перпендикулярно променю (коливання ). Це означає, що у відбитому світлі взаємно перпендикулярні складові електричного вектора і не рівнозначні — переважний напрям|направлення| коливання співпадає|збігатися| з|із| . Отже, відбите|відбите| світло частково поляризоване, причому переважний напрям|направлення| коливання буде перпендикулярний площині|плоскість| падіння. Якщо падаючий промінь спрямувати під таким кутом|ріг,куток| на межу|кордон| поділу, щоб відбитий і заломлений промені складали кут|ріг,куток|, рівний 90°, тобто так, щоб відбитий промінь поширювався|поширився| уздовж|вздовж,уподовж| вектора , перпендикулярного напряму|направлення| поширення|поширення| заломленого променя, то, очевидно, що коливання у відбитому світлі відбуватимуться|походити| тільки|лише| по : відбитий промінь у цьому випадку буде повністю лінійно-поляризованим, і коливання відбуватимуться|походити| перпендикулярно до площини|плоскість| падіння, що і потрібно було пояснити.

Визначення напряму|направлення| коливань електричного вектора у відбитому та заломленому світлі|минуло,спливло|. Використовуючи дослід|дослід| Вінера із|із| стоячими хвилями, можна визначити напрям|направлення| коливань електричного вектора в поляризованому світлі. Суть|сутність,єство| досліду|дослід| полягає в тому, що на |слідуючидзеркальну поверхню наноситься|завдається| товстий шар фотоемульсії, який є фотопластиною з|із| дзеркальним підшаруванням. Лінійно-поляризоване світло прямує на поверхню цієї фотопластини під кутом|ріг,куток| в 45°. Залежно від напряму|направлення| коливань електричного вектора можуть спостерігатися два випадки:

1) при коливаннях електричного вектора в падаючому світлі перпендикулярно до площини|плоскість| падіння виникнуть стоячі хвилі з|із| просторовим розподілом вузлів і пучностей і з|із| відповідним розподілом срібла, що виділилося;

2) при коливаннях електричного вектора в площині|плоскість| падіння шаруватого виділення срібла усередині фотопластини не спостерігається.

В обох випадках відбите і падаюче випромінювання взаємно-когерентні. Проте|однак| в першому випадку при відбиванні світла електричний вектор зберігає незмінним свій напрям|направлення|, внаслідок чого виникає відповідна інтерференційна картина, що отримується в результаті|унаслідок,внаслідок| складання падаючої і відбитої хвиль із|із| подальшим|наступний| виділенням срібла у відповідних ділянках товщі фотоемульсії. У другому випадку електричний вектор відбитого світла повертається|обертатися| на разом із фронтом хвилі. Тоді, внаслідок|внаслідок| того, що електричні вектори в падаючій і відбитій хвилях взаємно перпендикулярні, інтерференція між ними неможлива, не зважаючи на|незважаючи на| їх когерентність, і, отже, шаруватого виділення срібла не спостерігається.

Таким чином, направляючи|спрямовуючи,скеровувавши| поляризоване світло па товстий шар фотоемульсії з|із| дзеркальною підкладкою і аналізуючи після|потім| проявлення|вияв| фотопластини картину розподілу вузлів і пучностей або ж їх відсутність, можна визначити напрям|направлення| коливань електричного вектора.

Ці досліди дозволили визначити напрям|направлення| коливання електричного вектора для різних конкретних випадків поляризації світла. Було встановлено|установлено|, що у разі|в разі| поляризації кристалом турмаліну електричний вектор направлений|спрямований| паралельно оптичній осі турмаліну. У разі|в разі| відбивання і заломлення на межі|кордон| двох діелектриків напрям|направлення| переважного коливання електричного вектора відповідно співпадає|збігатися| з|із| нормаллю до площини|плоскість| падіння і лежить у площині|плоскість| падіння.

Подвійне променезаломлення

Ми розглянули|розгледіли| поляризацію світла:

1) при пропусканні його через пластинку|платівка| турмаліну;

2) при відбиванні;

3) при заломленні.

Наступний|такий| спосіб отримання|здобуття| поляризованого світла-при подвійному променезаломленні.

Ісландський шпат кристал гексагональної системи, зустрічається досить чистий і великих розмірів у природному вигляді|вид| в природі. З|із| кристала ісландського шпату виколюється ромбоедр із|із| кутами|ріг,куток|, що його обмежують і (рис. 4.6).

Рис. 4.6

Якщо кристал достатньо|досить| товстий, а пучок|брунька| променів вузький, то з|із| кристала виходять два цілком|сповна| розділені промені, які паралельні первинному. Якщо промінь падає навіть перпендикулярно на грань, то один промінь іде у початковому напрямі|направлення|, а другий відхиляється від цього напряму |направлення| (рис. 4.7).

Один промінь назвали звичайним, а другий – незвичайним.

Промені мають різні показники заломлення, тобто різні швидкості поширення|поширення| в різних напрямках|направлення|.

Рис. 4.7

Звичайний промінь має для всіх напрямів|направлення| одне і те ж значення показника заломлення (швидкості) ( ). Показник же заломлення незвичайного променя залежить від напрямку|направлення| ( ). Проте|однак| у кристалі ісландського шпату існує один напрям|направлення|, уздовж|вздовж,уподовж| якого обидва заломлених промені мають один і той же показник заломлення. Тобто в цьому напрямі|направлення| вони поширюються|поширюватися| не роздвоюючись, тобто так само, як в ізотропному середовищі|середа| (це напрям|направлення| діагоналі ОО`, що сполучає|з'єднувати| тупі кути|ріг,куток|). Цей напрям|направлення| називається оптичною віссю кристала. Подвійне променезаломлення легко продемонструвати в кристалі, у|в,біля| якого зішліфовані дві площини |плоскість| (рис. 4.8).

Рис.4.8

Оптична вісь – це певний напрям|направлення| у кристалі. Через кожну точку кристала можна провести оптичну вісь. Всяка|усякий| площина|плоскість|, що проходить через оптичну вісь, називається головним перерізом або головною площиною|плоскість| кристала. Зазвичай|звично| ми користуємося головними перерізами, що проходять через світловий промінь.

При обертанні кристала навколо|навкруг,довкола| напряму|направлення| падаючого променя один із заломлених променів буде нерухомим, другий буде рухатися|обминати| навколо|навкруг,довкола| першого.

Дослідження показують, що обидва промені повністю поляризовані, до того ж у взаємно перпендикулярних площинах|плоскість|. Електричні коливання звичайного променя відбуваються|походити| перпендикулярно до головної площини|плоскість|, а незвичайного – лежать у головній площині|плоскість|. Інтенсивності обох променів однакові.

У разі|в разі| поляризованого падаючого променя на другий кристал інтенсивності обох променів будуть залежати від кута|ріг,куток| між головними площинами|плоскість| першого і другого кристалів. Це відображено в законі Малюса.

Закон Малюса

Закон сформульований в 1810 році. Якщо природне світло проходить скрізь два поляризуючі прилади (поляризатор і аналізатор), головні площин яких створюють між собою кут , то інтенсивність світла, який пропущено такою системою, буде пропорційна .

Рис.4.9

Закон Малюса 4.2

, тобто

4.3