Естественный и поляризованный свет. Форма и степень поляризации монохроматических волн

ПОЛЯРИЗАЦИЯ ВОЛН

Естественный и поляризованный свет. Форма и степень поляризации монохроматических волн

Поляризованным называется свет, в котором направления колебаний светового вектора упорядочены каким-либо образом. В естественном свете колебания различных направлений быстро и беспорядочно сменяют друг друга.

Рассмотрим два взаимно перпендикулярных электрических колебания, совершающихся вдоль осей х и у, и отличающихся по фазе на d:

Результирующая напряженность , угол между векторами и определяется выражением

Если считать световые волны когерентными, и d= 0 или d=p. Тогда – волна оказывается плоскополяризованной.

Если и , тогда - плоскость колебаний поворачивается вокруг направления луча с угловой скоростью, равной частоте колебаний w. Свет оказывается поляризованным по кругу.

В случае произвольного значения d свет оказывается эллиптически поляризованным, конец вектора движется по эллипсу.

Плоскость, в которой колеблется световой вектор в плоскополяризованной волне, называют плоскостью колебаний. Перпендикулярная к ней плоскость называется плоскостью поляризации.

Плоскополяризованный свет можно получить из естественного с помощью поляризаторов. Это приборы, которые свободно пропускают колебания, параллельные плоскости поляризатора, и полностью или частично задерживают колебания, перпендикулярные его плоскости. Поляризатор, частично задерживающий перпендикулярные к его плоскости колебания, называют несовершенным. При выходе из такого поляризатора свет называют частично поляризованным.

Если частично поляризованный свет пропустить через поляризатор и поворачивать прибор вокруг луча на угол , интенсивность прошедшего света будет меняться от до . Степень поляризации света

Для плоскополяризованного света , для естественного света

Пусть на поляризатор падает плоскополяризованный свет амплитуды и интенсивности .

Сквозь прибор пройдет составляющая колебания с амплитудой , где j - угол между плоскостью колебаний падающего света и плоскостью поляризатора. Тогда интенсивность прошедшего света

Это закон Малюса.

Если на пути луча поставить два поляризатора, плоскости которых образуют угол j, то из первого поляризатора выйдет плоскополяризованный свет с интенсивностью , где - интенсивность естественного света, а из второго поляризатора выйдет свет с интенсивностью , и интенсивность света, прошедшего через оба поляризатора, равна

Imax= , Imin=0, .