Polariscopul cu lumina polarizata circular

Polariscopul cu lumina polarizata circular

Modelul fotoelastic, in acest polariscop, este traversat de radiatii luminoase polarizate circular. Polariscopul cu lumina polarizata circular, spre deosebire de cel cu lumina polarizata plan, are in plus, doua piese optice speciale numite lame sfert de unda, intercalate pe axul optic al polariscopului, inainte si dupa modelul fotoelastic (fig. 12). Si in acest caz polarizorul si analizorul sunt dispuse cu planele de polarizare perpendiculare, unul pe celalalt.

Lamele sfert de unda sunt confenctionate din folii subtiri transparente care prezinta fenomenul de birefringenta permanenta. Aceste folii sunt realizate printr-un procedeu special de laminare care face ca intre cele doua componente ē₁ si ē₂ (v. fig. 10) in care se descompune vectorul camp electric, sa rezulte, la iesire din lama, o intarziere δ, egala cu un sfert de lungime de unda a luminii folosite.

In polariscopul cu lumina polarizata circular, cele doua lame sfert de unda sunt dispuse cu axele optice principale la 45^o fata de planul de polarizare al polarizorului, respectiv analizorului si in acelasi timp, incrucisate intre ele (fig. 12). Datorita acestui mod de dispunere al axelor optice, la iesirea din prima lama sfert de unda lumina este polarizata circular. Cea de a doua lama sfert de unda are rolul de a reconstitui lumina polarizata plan, astfel ca in analizor va intra lumina polarizata plan. In acest caz intre cele doua componente ale vectorului camp electric va rezulta o diferenta liniara de drum δ mai mare, cumulata, datorita efectelor suplimentare de birefrigenta produse de lamele sfert de unda. Analizorul se comporta pentru cele doua componente ca un filtru, lasand sa treaca numai proiectiile acestor componente pe directia planului de polarizare.

Fig. 12 Polariscopul cu lumina polarizata circular

Urmand un rationament asemanator cu cel din § 6, dupa unele calcule, se obtine in final, expresia vectorului camp electric rezultant la iesirea din analizor:

(40)

Rezulta astfel o radiatie luminoasa polarizata plan la care expresia valorii instantanee a vectorului camp electric este de forma:

(40)

unde cu

, (41)

s-a notat amplitudinea oscilatiei.

Intensitatea luminoasa in diferite puncte de pe suprafata modelului, privite prin analizor este:

(42)

Extinctia totala a luminii se realizeaza in punctele in care I = 0. Din expresia (42) rezulta ca aceasta situatie se obtine intr-un singur caz, cand

(43)

Conditia (49) este indeplinita daca

(44)

unde N=0,1,2,3 . . este ordinul de banda.

Aceasta situatie este similara celei 2b din § 6 si rezulta ca familia de franje pe care o reprezinta corespunde franjelor izocromate. Prin urmare, in polariscopul cu lumina polarizata circular, pe suprafata modelului, privita prin analizor, se observa numai franjele izocromate, caracterizate de expresia:

σ₁ - σ₂ = N.f_σ,

unde (σ₁ - σ₂) reprezinta diferenta tensiunilor principale intr-un punct de pe aceste franje, iar f_σ este constanta fotoelastica de tensiune a modelului.

In polariscopul cu lumina polarizata circular, care foloseste lumina alba, numai o anumita radiatie din spectru, cu lungimea de unda corespunzatoare lamelor sfer de unda, este polarizata circular. Celelalte radiatii cu lungimi de unda diferite vor fi polarizate eliptic, cu o extindere mai mare sau mai mica.

In practica, polariscoapele cu lumina alba, au lamele sfert de unda realizate pentru λ = 5,9.10^-7m, corespunzatoare culorii galbene din spectru, pentru care ochiul are sensibilitatea maxima. Extinctia totala (expresia 33) se obtine pentru aceasta lungime de unda si identificarea ordinului de banda este mai usor de facut. Ordinele de banda intregi vor corespunde zonelor de trecere dintre culori clare (v. fig 13).

Fig. 13 Ordinele de banda intregi