Теоретичні відомості. Плоско поляризоване світло можна отримати за допомогою пристроїв, які називаються поляризаторами

Плоско поляризоване світло можна отримати за допомогою пристроїв, які називаються поляризаторами. Ці прилади пропускають коливання, паралельні до площини, яку ми назвемо головною площиною поляризатора, і повністю затримують коливання, які перпендикулярні до цієї площини. Прилади, за допомогою яких можна виявити ступінь і орієнтацію площини поляризації світла, називаються аналізаторами. Аналізаторами можуть бути ті самі прилади, які є поляризаторами.

Нехай – амплітуда коливань вектора напруженості електричного поля хвилі, які пропускає поляризатор (рис. 1). – площина аналізатора. Розкладемо вектор на дві взаємно перпендикулярні складові та , одна з яких співпадає з площиною аналізатора.

Рисунок 1 – Проходження поляризованого світла через аналізатор.

З рис. 1 видно, що . Оскільки інтенсивність пропорційна квадрату амплітуди , то інтенсивність світла , яке пройшло через аналізатор, визначається:

де – інтенсивність світла, що падає на аналізатор;

– кут між площинами поляризатора і аналізатора.

Співвідношення виражає закон Малюса.

У природному світлі усі значення кута рівно ймовірні. Тому частина світла, яка пройшла через поляризатор, буде дорівнювати середньому значенню , тобто . При обертанні поляризатора навколо напряму природного світла інтенсивність прохідного світла залишається незмінною, змінюється тільки орієнтація площини коливання світла, яке виходить з поляризатора. Згідно закону Малюса з другого поляризатора пройде світло інтенсивністю:

Максимальна інтенсивність , отримується при (головні площини поляризаторів паралельні). При інтенсивність дорівнює нулю – схрещені поляризатори світла не пропускають.

Світло в якому коливання одного напряму переважають над коливаннями інших напрямів, називається частково поляризованим. Таке світло можна розглядати як суміш природного та плоскополяризованого. Пропускаючи частково поляризоване світло через поляризатор, при обертанні поляризатора навколо напряму променя інтенсивність пройденого світла буде змінюватися у межах від до , причому перехід від одного з цих значень до другого буде здійснюватися при повороті на кут (за один повний поворот два рази буде досягатися максимальне і два рази мінімальне значення інтенсивності). Ступінь поляризації визначається виразом:

Для плоскополяризованого світла і ; для природного світла і .