Мы уже опубликовали два ролика — «Поляризация света» и «Оптическая активность», и теперь представляем вашему вниманию завершающий ролик этой серии.

Поместим поляризационную плёнку перед экраном компьютерного монитора, и будем её поворачивать. В определённом положении свет через плёнку совсем не проходит: экран тоже покрыт поляризационной плёнкой, и сейчас оси этих двух поляризаторов скрещены. Внесём в пространство между экраном и поляризационной плёнкой пластмассовую коробочку от компакт-диска, и неожиданно появляется прекрасная картина — теперь свет проходит через коробочку, и она переливается всеми цветами радуги на чёрном фоне! Повернём коробочку, и радужная картина изменяется. Развернём оси поляризаторов параллельно друг другу, теперь свет почти полностью проходит через них, но коробочка по-прежнему окрашена в радужные цвета, только уже на белом фоне. Снова скрестим оси поляризаторов и поменяем фон на красный, и теперь картина состоит из красных и чёрных полос. Свет прошёл только через красные полосы, а через чёрные не прошёл. Как же образуются эти полосы?

Отливка из жидкого пластика застывает неравномерно, и в детали возникают неравномерные механические напряжения. Поляризованный свет, проходя через напряжённый участок пластика, раскладывается на компоненты вдоль двух взаимно перпендикулярных направления поляризации, по одному из которых свет распространяется с наибольшей, а по другому — с наименьшей скоростью. В результате на толщине детали между этими двумя волнами набегает разность фаз. Когда эта разность фаз соответствует целому числу волн, на выходе снова получается линейно поляризованная волна, которая не проходит через анализатор, и в этом месте мы видим чёрную полосу. А при другой разности фаз на выходе получается волна с эллиптической поляризацией, у которой всегда есть компонента, проходящая через анализатор, и здесь мы наблюдаем более или менее яркую цветную полосу. Набег фазы сильно зависит от длины волны, так что для разных длин волн картинки будут разными, поэтому при освещении белым светом эти картинки накладываются друг на друга, и получается характерная радужная окраска.

Этот эффект используется в методе фотоупругости, который позволяет моделировать и наглядно представлять неравномерное распределение напряжений в нагруженной конструкции. Поместим между скрещенными поляризатором и анализатором силиконовую полоску с узкой шейкой и начнём её растягивать. От шейки расходятся цветные полосы, а при снятии напряжения полосы исчезают. Сделаем в шейке отверстие, и теперь при растяжении хорошо видно, как вокруг отверстия концентрируются напряжения.

А ещё можно сделать очень интересные опыты с обычной полиэтиленовой плёнкой и наблюдать с её помощью явление двойного лучепреломления. И снова эффект возникает из-за того, что при изготовлении плёнка растягивается в одном направлении, поэтому скорость распространения световых волн, поляризованных вдоль и поперёк этого направления, оказывается различной.

Смотрите наш новый ролик «Фотоупругость», размышляйте вместе с нами и не забывайте ставить лайки!