Явление поляризации света

Москва 2011г.

Содержание

1. Явление поляризации света.

2. История открытия и исследования поляризации электромагнитных волн.

3. Параметры Стокса.

4. Принцип действия поляризатора.

5. Способы поляризации света.

5.1. Поляризация при помощи поляроидов.

5.2. Поляризация посредством отражения.

5.3. Поляризация посредством преломления.

6. Выводы.

7. Список используемой литературы.

Явление поляризации света.

Сегодня известно, что видимый свет представляет собой электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых человеческим глазом(7,5·10¹⁴—4,3·10¹⁴ гц) с определённой длиной волны(в вакууме от 400 до 700 нм). Опыты, в которых была открыта поляризация света, указывают на поперечность этих волн, поскольку свойства продольной волны в плоскости перпендикулярной направлению её распространения, различаться не могут. При распространении электромагнитной волны в ней совершают колебания вектор напряжённости электрического поля Е и вектор магнитной индукции В. Эти векторы всегда взаимно перпендикулярны и лежат в плоскости, перпендикулярной распространению волны. Если колебания вектора Е происходят в одной плоскости, то говорят, что свет плоско поляризован (или линейно поляризован), а саму эту плоскость называют плоскостью поляризации. Линейную поляризацию имеет обычно излучение антенн. Векторы Е и В могут вращаться относительно направления распространения света; в этом случае световая волна обладает сложной поляризацией (круговой или эллиптической).

Причиной возникновения поляризации волн может быть:

• несимметричная генерация волн в источнике возмущения;
• анизотропность среды распространения волн;
• преломление и отражение на границе двух сред.

Поляризация света – это процесс упорядочения колебаний вектора напряжённости электрического поля световой волны при прохождении света сквозь некоторые вещества (при преломлении) или при отражении светового потока.

Как с квантовой, так и с классической точки зрения, поляризация может быть описана двумерным комплексным вектором (вектором Джонса). Поляризация фотона является одной из реализаций q-бита.

Поляризатор – вещество (или устройство) служащее для преобразования естественного света в плоско поляризованный.

Плоскость поляризации – плоскость, проходящая через направление колебаний светового вектора плоско поляризованной волны и направление распространения этой волны.

Поляриза́ция волн — явление нарушения симметрии распределения возмущений в поперечной волне (например, напряжённостей электрического и магнитного полей в электромагнитных волнах) относительно направления её распространения. В продольной волне поляризация возникнуть не может, так как возмущения в этом типе волн всегда совпадают с направлением распространения.

Основными являются два вида поляризации:

• линейная — колебания возмущения происходят в какой-то одной плоскости. В таком случае говорят о «плоско-поляризованной волне»;
• круговая — конец вектора амплитуды описывает окружность в плоскости колебаний. В зависимости от направления вращения вектора может быть правой или левой.

На основе этих двух или только круговой можно сформировать и другие, более сложные виды поляризации. Например, эллиптическая.

1. 2. 3.

1) линейная поляризация;

2) круговая поляризация;

3) эллиптическая поляризация.

Круговая поляризация применяется в антеннах космических линий связи, так как для приёма сигнала не важно положение плоскости поляризации передающей и приёмной антенн. То есть вращение космического аппарата не повлияет на возможность связи с ним. В наземных линиях используют антенны линейной поляризации — всегда можно выбрать заранее — горизонтально или вертикально располагать плоскость поляризации антенн. Антенну круговой поляризации выполнить сложнее, чем антенну линейной поляризации. Вообще, круговая поляризация — вещь теоретическая. На практике говорят об антеннах эллиптической поляризации — с левым или правым направлением вращения.