В длинноволновом ИК диапазоне и области радиоволн эффективны
поляризато-ры-решетки (рис. 55). Первоначально их изготовляли из
металлической проволоки, которую натягивали на каркас в виде решетки.
Отсюда они и получили свое название.
Сейчас роль такой решетки выполняют тонкие полосы из никеля, алюминия
или хрома, которые наносят на под-
ложку из прозрачного для света материала. Обычно это полиэтилен или
кристаллы германия, кремния. Часть потока, падающего на решетку,
отражается, другая - проходит сквозь нее. Причем вектор поляризации
отраженного потока колеблется вдоль полос решетки, а пропущенного потока
- перпендикулярно им. Очень важно, чтобы подложка как можно меньше
поглощала свет. Но спектральное пропускание решетки все же в наибольшей
степени зависит от ширины прозрачной и непрозрачной полос или, как
говорят, от шага решетки. Эта зависимость однозначна: чем меньше шаг
решетки, тем более коротковолновое излучение она поляризует.
Рис. 53. Отражательные поляризаторы: а -
пластины расположены параллельно: б - в виде веера
Рис. 55. Поляризаторы-решетки: а - в виде
плоскопараллельных пластин; б- с треугольным профилем
Однако беспредельно уменьшать шаг невозможно, это неосуществимо, в
первую очередь, технологически. Да и не нужно, так как при шаге,
соизмеримом с длиной волны излучения, начинают действовать законы
дифракции света, нарушается прямолинейность его распространения.
Впрочем, так ли это необходимо? Ведь для видимой области спектра есть
прекрасные призменные поляризаторы. И хотя при современной технологии
удается нижнюю границу прозрачности таких поляризаторов приблизить к 0,7
мкм, однако еще раз напомним, что поляризаторы-решетки - это
поляризаторы длинноволнового диапазона спектра.
При всей компактности решетки имеют большое поле зрения (до 90"),
поэтому могут работать в широком пучке света.
Степень поляризации их близка 100 %, но пропускание невысокое и
неодинаково по спектру.
Нетрудно проследить главную особенность поляризаторов рассмотренных ти-
пов: все они преобразуют естественный свет в линейно поляризованный. А
что, если пропустить естественный свет через два поляризатора? В этом
опыте каждый поляризатор выполняет разные функции. Первый поляризует
свет, роль второго несколько иная. С его помощью определяют состояние
поляризации света, поэтому часто его называют анализатором.
Интенсивность потока, пропущенного такой системой, зависит от угла а
между направлениями пропускания обоих поляризаторов. Она изменяется
пропорционально cos2a. Анализатор полностью пропускает свет, если его
направление пропускания совпадает с направлением пропускания
поляризатора, и гасит свет, если эти направления перпендикулярны. Этот
закон, открытый в 1890 г. Малюсом, является основой всех
светотехнических расчетов поляризационных приборов. В практике
утвердилось мнение, что только с помощью анализатора можно распознать
поляризованный свет. Это не совсем верно.
Глаз человека, хотя и слабо, но тоже реагирует на поляризацию света. В
гл. XXII <Юности> JI. Н. Толстого есть такие строки: <...Я невольно
оставляю книгу и вглядываюсь в растворенную дверь балкона, в кудрявые
висячие ветви высоких берез, на которых уже заходит вечерняя тень, и в
чистое небо, на котором, как смотришь пристально, вдруг показывается как
будто пыльное, желтоватое пятнышко и снова исчезает>. JI. Н. Толстой,
по-видимому, не подозревал физического смысла явления. Дело в том, что
при некоторых положениях Солнца его лучи рассеиваются в атмосфере и
поляризуются, тогда на фоне неба можно наблюдать желтое пятно. Впервые
эту особенность обнаружил Хайдингер в 1844 г. Он освещал экран белым
линейно поляризованным светом и в течение нескольких секунд наблюдал на
экране слабо выраженную бледно-желтую фигуру на голубоватом фоне. По
своим очертаниям фигура напоминала сноп с расширяющимися концами. Фигура
была вытянута в направлении поляризации света и поворачивалась вслед за
вращающимся вектором поляризации. Пытаясь объяснить это явление,
Гельмгольц предположил существование внутри глаза некоего анализатора.
Оказывается, что роль анализатора выполняют радиальные волокна,
покрывающие сетчатку глаза вблизи желтого пятна.
Рис. 56. Радиальный поляроид
Они создают эффект, подобный радиальному поляроиду (рис. 56). Линиями
показаны направления пропусканий поляризованного света на разных
участках поляроида. Именно закономерность ориентации определяет
очертания фигуры Хайдингера. Чувствуют поляризацию и многие насекомые -
пчелы, муравьи, водяная блоха дафния. Пчела, например, запоминает путь к
медоносному растению, ориентируясь на направление поляризации света,
рассеянного небом.
