4.3. Optické vlastnosti

Polarizace světla – lineárně polarizované světlo

Světelná vlna o vlnové délce l má dvě navzájem kolmé vektorové složky – elektrickou a magnetickou. V tomto případě je rozhodující složka elektrického pole, která je kolmá ke směru šíření světelné vlny. V běžném (nepolarizovaném) světle se orientace elektrické složky nepravidelně mění, zatímco lineárně polarizované světlo má směr elektrické složky přesně daný. K polarizaci světla může docházet třemi způsoby - odrazem, dvojlomem nebo absorpcí.

Polarizace odrazem

Pokud světlo dopadá na hladkou nekovovou plochu (např. sklo), bude se jeho část lámat a část odrážet. Odražené světlo bude částečně polarizováno. Rovina, která obsahuje dopadající paprsek a je kolmá na odrazovou plochu, je rovinou polarizační. Složka světelné vlny, která je polarizována v této rovině, se označuje jako p-vlna a je odrážena rozdílnou měrou, než s-vlna, která tvoří složku světelné vlny polarizovanou kolmo k rovině polarizační (obrázek podle Tilley, 2000).

Rozdíly v odrazivosti mezi s- a p-vlnou závisí na úhlu, pod kterým původní světlo dopadalo na povrch (obrázek podle Tilley, 2000).

Reflektivita obou vln je přibližně stejná při úhlu dopadu 0-20°. Pro vyšší úhly dopadu je odrazivost p-vlny potlačena a to až na nulovou hodnotu. V takovém případě dosahuje polarizace dopadajícího světla maximální účinnosti a tento optimální úhel dopadu se označuje jako Brewsterův úhel (obrázek podle Tilley, 2000). Jeho hodnota závisí na indexu světelného lomu odrážejícího prostředí, např. pro sklo s n = 1,52 je ideální úhel dopadu 56,7°.

Polarizace dvojlomem

Druhým, velmi často používaným způsobem, je polarizace dvojlomem. K dvojlomu dochází v látkách anizotropních. Vstupující paprsek se rozdělí na dvě k sobě kolmo polarizované složky. Aby vycházelo z látky světlo polarizované pouze v jednom směru, musí se jedna ze složek odstranit. To se provádí buď pomocí tzv. nikolu nebo látky označované jako herapatit, která jeden z paprsků zcela absorbuje. Nikol se zhotovuje z islandského kalcitu zbroušením jeho štěpného tvaru, následným diagonálním rozříznutím a slepením pomocí kanadského balzámu (obrázek nikolu). Vstupující paprsek se štěpí na paprsek řádný (o) a mimořádný (e), které mají rovinu polarizace navzájem kolmou. Jelikož každý z těchto paprsků má v anizotropním minerálu jinou rychlost a tedy i index lomu, je na vrstvičce kanadského balzámu paprsek řádný odražen a absorbován. Paprsek mimořádný vychází díky zbroušení na druhé straně ven jako lineárně polarizované světlo (obrázek podle Hejtman a Konta, 1959).

Polarizace absorpcí

Polarizované paprsky vzniklé v anizotropním krystalu mohou být absorbovány s různou intenzitou. Pokud je jeden svazek téměř zcela absorbován a druhý krystalem prochází jen s minimálním zeslabením intenzity, dostáváme za krystalem lineárně polarizované světlo. Příkladem takového krystalu může být turmalínu.