Естественный и поляризованный свет. Из электромагнитной теории Максвелла следует, что свет представляет собой поперечные электромагнитные волны

Из электромагнитной теории Максвелла следует, что свет представляет собой поперечные электромагнитные волны, в которых напряженности электрического поля и магнитного поля взаимно перпендикулярны и колеблются перпендикулярно вектору скорости (рис. 5.7).

Свет, в котором вектор беспорядочно меняет ориентацию, называется естественным (рис. 5.8).

Вектор можно разложить на две взаимно перпендикулярные составляющие:

,

.

Если волны некогерентные, то есть разность фаз хаотически изменяется, то вектор испытывает неупорядоченные изменения, в результате получаем естественный свет. Таким образом, естественный свет можно представить как наложение двух некогерентных электромагнитных волн одинаковой интенсивности (рис. 5.9).

Если волны и когерентны и разность фаз или , то вектор будет совершать колебания в одном направлении. В этом случае плоскости колебаний электрического и магнитного полей сохраняют постоянным свою ориентацию в пространстве. Такой свет называется плоско-поляризованным.

При разности хода вектор будет поворачиваться вокруг направления луча с угловой скоростью , равной частоте колебаний , . Свет в этом случае называется поляризованным по эллипсу, при этом, если , то свет будет поляризован по кругу.

На рисунке 5.10 приведены примеры поляризаций светового луча при различных разностях фаз между взаимно перпендикулярными компонентами и . Плоскость рисунков перпендикулярна направлению распространения света. а и д – линейные поляризации; в – круговая поляризация; б, г и е – эллиптические поляризации. Рисунки соответствуют положительным разностям фаз (опережению вертикальных колебаний по сравнению с горизонтальными).

Разность фаз