Глава XVI. Поляризация света и поперечность световых волн

§ 144. Прохождение света через турмалин

Явления интерференции и дифракции, послужившие для обоснования волновой природы света, не дают еще полного представления о характере световых волн. Новые черты открывает нам опыт над прохождением света через кристаллы, в частности через турмалин.

Возьмем две одинаковые прямоугольные пластинки турмалина, вырезанные так, что одна из сторон прямоугольника совпадет с определенным направлением внутри кристалла, носящим название оптической оси. Наложим одну пластинку на другую так, чтобы оси их совпадали по направлению, и пропустим через сложенную пару пластинок узкий пучок света от фонаря или солнца. Так как турмалин представляет собой кристалл буро-зеленого цвета, то след прошедшего пучка на экране представится в виде темно-зеленого пятнышка. Начнем поворачивать одну из пластинок вокруг пучка, оставляя вторую неподвижной (рис. 295). Мы обнаружим, что след пучка становится слабее, и когда пластинка повернется на , он совсем исчезнет. При дальнейшем вращении пластинки проходящий пучок вновь начнет усиливаться и дойдет до прежней интенсивности, когда пластинка повернется на , т. е. когда оптические оси пластинок вновь расположатся параллельно. При дальнейшем вращении турмалина пучок вновь слабеет, проходит через минимум (исчезает), когда оси пластинок оказываются перпендикулярными, и доходит до прежней интенсивности, когда пластинка возвращается в первоначальное положение.

Рис. 295. Схема опыта по наблюдению прохождения света через две пластинки турмалина:  - источник света; 1 – первая и 2 – вторая пластинки турмалина

Таким образом, при повороте пластинки на  интенсивность пучка, прошедшего через обе пластинки, два раза достигает максимума (когда оси пластинок параллельны). Явления протекают совершенно одинаково, какую бы из двух пластинок мы ни поворачивали и безразлично в какую сторону, а также будут ли пластинки соприкасаться или находиться на некотором расстоянии друг от друга (рис. 295).

Но если устранить одну из пластинок и вращать вторую, или вращать обе пластинки вместе так, чтобы оси их все время составляли неизменный угол, то мы не обнаружим никакого изменения в интенсивности проходящего пучка. Таким образом, изменение интенсивности происходит только тогда, когда свет, прошедший одну из пластинок, встречает другую, ось которой меняет свое направление по отношению к оси первой.