Тема: Поляризація світла. Закон Малюса. Поляризація при відбиванні та заломленні. Закон Брюстера

Хвилю, у якій напрямок коливань світлового вектора будь яким чином упорядкований, називають поляризованою. Якщо коливання вектора відбуваються тільки в одній площині, що проходить через промінь, то ми маємо справу з плоскополяризованою хвилею. Площа, у якій коливається вектор , називають площею поляризації. Інший вид поляризації полягає в тім, що вектор обертається навколо напрямку поширення хвилі одночасно змінюючись періодично за модулем. При цьому кінець вектора у кожній точці середовища описує еліпс. Таку хвилю називають еліптично-поляризованою. У залежності від напрямку вектора розрізняють праву і ліву еліптичні поляризації. Якщо дивитися назустріч напрямку поширення хвилі, і вектор при цьому повертається за годинною стрілкою, то поляризацію називають правою, у противному випадку - лівою.

Світлові хвилі від звичайних джерел світла не виявляють асиметрії стосовно напрямку поширення. Таке світло називають природним. У природному світлі коливання вектора в будь-якій точці середовища відбуваються в різних напрямах, перпендикулярних до променя.

Природне світло можна представити як накладення двох некогерентних плоскополяризованих хвиль із взаємно ортогональними площинами поляризації.

З природного світла можна одержати плоскополяризований за допомогою приладів, які називаються поляризаторами. Ці прилади вільно пропускають коливання світлового вектора, паралельні площі, яка називається площею поляризації. Коливання, що перпендикулярні до цієї площі, затримуються цілком або частково. Крім плоскополяризованого і природного світла існує частково-поляризоване світло. Частково-поляризоване світло, як і природне, можна представити у вигляді накладення двох некогерентних плоскополяризованих хвиль із взаємно перпендикулярними площами поляризації, але різними по інтенсивності. Його можна розглядати як суму природної і плоскополяризованої складових, як показано на малюнку. З малюнка видно, що вертикальні коливання відповідають максимальній інтенсивності, горизонтальні - мінімальної. Частково-поляризоване світло характеризують ступенем поляризації Р, яка визначається як:

Тут І_пол – інтенсивність поляризованої складової, І₀ – повна інтенсивність частково-поляризованого світла. Для плоскополяризованого світла (І_пол=І₀) ступінь поляризації Р=1, для природного світла (І_пол=0) Р=0.

Закон Малюса. Поляризатори можна використовувати і як аналізатори – для визначення характеру і ступеня поляризації світла. Нехай на аналізатор падає плоскополяризоване світло, вектор Е₀ якого складає кут j із площею поляризації Р. Аналізатор пропускає тільки ту складову вектора Е₀, що паралельна площі поляризації Р, тобто Е = Е₀cosj. Інтенсивність пропорційна квадрату модуля світлового вектора (I ~ Е²), тому інтенсивність світла, що пройшло через аналізатор:

,

де І₀ – інтенсивність падаючого плоскополяризованого світла. Це співвідношення виражає собою закон Малюса: інтенсивність світла, що проходить через аналізатор, пропорційна квадрату косинуса кута між напрямом коливань, які пропускає аналізатор без послаблення, і напрямом коливань у поляризованому світлі, що падає на аналізатор.

Дата добавления: 2014-01-07