Поляризация света при отражении. Закон Брюстера

Естественный и поляризованный свет

Явления интерференции и дифракции показывают, что свет есть электромагнитная волна. Однако эти явления не дают сведений, поперечная или продольная световая волна. Доказательством поперечности световых волн является явление поляризации света.

Световая волна состоит из множества цугов, испускаемых большим числом атомов. каждый цуг имеет случайную ориентацию векторов и , в итоге в результирующей волне все направления равновероятны. Свет со всевозможными равновероятными направлениями векторов и называется естественным (рис.1, скорость распространения направлена перпендикулярно чертежу).

Рис.1.

Свет, в котором одно из направлений колебаний светового вектора становится преимущественным, называется частично поляризованным (рис.2).

Рис.2.

Если колебания светового вектора происходят в одной плоскости, то свет – плоско-поляризован (рис.3).

Рис. 3.

Если конец вектора описывает эллипс, то свет эллиптически поляризован, если окружность, то поляризован по кругу.

Одним из способов поляризации света является поляризация при отражении от границы раздела двух диэлектриков (рис.4).

Рис.4.

Опыт показывает, что если на границу двух диэлектриков падает естественный свет, отраженный и преломленный лучи будут частично поляризованы. Причем в отраженном луче будут преобладать колебания перпендикулярные плоскости падения, а в преломленном – параллельно плоскости падения.

При определенном угле падения, отраженный луч будет полностью поляризован, а преломленный – частично (рис.5).

Рис.5.

Этот угол называется углом Брюстера или углом полной поляризации. При этом , где - относительный показатель преломления второй среды относительно первой.

Колебания светового вектора в отраженном луче будут происходить в этом случае только в направлении перпендикулярном плоскости падения .

, отсюда или .

В результате получаем

,

то есть угол между отраженном и преломленном лучами при полной поляризации отраженного луча равен .

Дата добавления: 2013-12-11