Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Оптический поляризатор, изготовленный из двух бирефракционных кристаллов кальцита.
Optical polarizer made of two birefrengent calcite crystals
Призма Ни́коля — это тип поляризатора. Это оптическое устройство из кальцитового кристалла, используемое для преобразования обычного света в плоскополяризованный свет. Она изготовлена таким образом, что исключает один из лучей посредством полного внутреннего отражения, то есть обыкновенный луч исключается, и только необыкновенный луч проходит сквозь призму. Это был первый тип поляризующей призмы, изобретенный в 1828 году Уильямом Николем (1770–1851) из Эдинбурга.
A Nicol prism is a type of polarizer. It is an optical device made from calcite crystal used to convert ordinary light into plane polarized light. It is made in such a way that it eliminates one of the rays by total internal reflection, i. e. the ordinary ray is eliminated and only the extraordinary ray is transmitted through the prism. It was the first type of polarizing prism, invented in 1828 by William Nicol (1770–1851) of Edinburgh.
Механизм
Призма Никола состоит из ромбоэдрического кристалла исландского шпара (разновидности кальцита), который был разрезан под углом 68° относительно оси кристалла, затем разрезан по диагонали и снова соединен с использованием слоя прозрачного канадского бальзама в качестве клея. Неполяризованный световой луч входит через боковую грань кристалла и, благодаря двупреломлению кальцита, разделяется на два ортогонально поляризованных луча, распространяющихся в разных направлениях. Обыкновенный луч, или o-луч, имеет показатель преломления no = 1,658 в кальците и испытывает полное внутреннее отражение на границе раздела кальцит-клей, поскольку угол его падения на слой клея (с показателем преломления n = 1,550) превышает критический угол для этой границы. Он выходит через верхнюю грань верхней половины призмы, преломляясь. Необыкновенный луч, или e-луч, имеет меньший показатель преломления (ne = 1,486) в кристалле кальцита и не претерпевает полного внутреннего отражения, поскольку падает на границу раздела под углом, меньшим критического. Он лишь немного преломляется, изменяя направление, при переходе через границу в нижнюю половину призмы. В конечном итоге он покидает призму в виде луча плоскополяризованного света, преломляясь при выходе с противоположной стороны призмы. Два выходящих луча имеют ортогональную (перпендикулярную) друг другу поляризацию, но нижний, или e-луч, чаще используется для дальнейших экспериментов, поскольку он снова распространяется в исходном горизонтальном направлении, при условии, что углы призмы из кальцита были правильно вырезаны. Направление верхнего луча, или o-луча, значительно отличается от исходного, поскольку только он испытывает полное внутреннее отражение на границе раздела с клеем, а также конечное преломление при выходе с верхней грани призмы.
The Nicol prism consists of a rhombohedral crystal of Iceland spar (a variety of calcite) that has been cut at an angle of 68° with respect to the crystal axis, cut again diagonally, and then rejoined, using a layer of transparent Canada balsam as a glue. Unpolarized light ray enters through the side face of the crystal, and is split into two orthogonally polarized, differently directed rays by the birefringence property of calcite. The ordinary ray, or o ray, experiences a refractive index of no = 1.658 in the calcite and undergoes a total internal reflection at the calcite–glue interface because of its angle of incidence at the glue layer (refractive index n = 1.550) exceeds the critical angle for the interface. It passes out the top side of the upper half of the prism with some refraction. The extraordinary ray, or e ray, experiences a lower refractive index (ne = 1.486) in the calcite crystal and is not totally reflected at the interface because it strikes the interface at a sub critical angle. The e ray merely undergoes a slight refraction, or bending, as it passes through the interface into the lower half of the prism. It finally leaves the prism as a ray of plane polarized light, undergoing another refraction, as it exits the opposite side of the prism. The two exiting rays have polarizations orthogonal (at right angles) to each other, but the lower, or e ray, is the more commonly used for further experimentation because it is again traveling in the original horizontal direction, assuming that the calcite prism angles have been properly cut. The direction of the upper ray, or o ray, is quite different from its original direction because it alone suffers total internal reflection at the glue interface, as well as a final refraction on exit from the upper side of the prism.
Применение
Никольские призмы когда-то широко использовались в минералогической микроскопии и поляриметрии, и термин "с использованием скрещенных Николей" (сокращенно XN) до сих пор применяется для описания наблюдения образца, помещенного между поляризаторами, ориентированными ортогонально друг к другу. Однако в большинстве приборов никольские призмы были заменены другими типами поляризаторов, такими как поляроидные пластины и призмы Глана-Томпсона.
Nicol prisms were once widely used in mineralogical microscopy and polarimetry, and the term "using crossed Nicols" (abbreviated as XN) is still used to refer to the observing of a sample placed between orthogonally oriented polarizers. In most instruments, however, Nicol prisms have been replaced by other types of polarizers such as polaroid sheets and Glan–Thompson prisms.