Естественный и поляризованный свет. В естественном свете колебание светового вектора различных направлений быстро и беспорядочно сменяют друг друга

В естественном свете колебание светового вектора различных направлений быстро и беспорядочно сменяют друг друга.

Поляризованным называется свет, в котором направления колебаний светового вектора упорядочены каким-либо образом.

Рассмотрим два взаимно перпендикулярных электрических колебания, совершающихся вдоль осей X и Y и отличающихся по фазе δ:

График

(1)

Результирующая напряженность является векторной суммой:

.

Угол между направлениями и определяются выражением:

.

Из учения о колебании известно, что два взаимно перпендикулярных гармонических колебания одинаковой частоты при сложении дают в общем случае движение по эллипсу (в частности – по прямой или окружности).

Аналогично, точка с координатами, определенными системой (1), т.е. конец движется по эллипсу. Следовательно, две когерентные плоскополяризованные световые волны, плоскости колебания которых параллельны, при наложении друг на друга дают эллиптически поляризованную световую волну.

При разности фаз δ=0 и δ=π эллипс вырождается в прямую и получается плоскополяризованный свет.

При и равенстве амплитуд эллипс превращается в окружность и получается свет, поляризованный по кругу.

Плоскость, в которой колеблется световой вектор в плоскополяризованной волне, называется плоскостью колебания.

По историческим причинам плоскостью поляризации была названа не плоскость, в которой колеблется , а перпендикулярная к ней плоскость.

Плоскополяризованный свет можно получить из естественного с помощью приборов, называемых поляризаторами.

Эти приборы свободно пропускают колебания, параллельные плоскости, называемой плоскостью поляризатора, и полностью или частично задерживают колебания в этой плоскости.

Если пропустить частично поляризованный свет через поляризатор, то при вращении прибора вокруг направления луча??? прошедшего света будет изменяться от до _, при повороте на угол 90˚.

Выражение называется степенью поляризации.

Для плоскопараллельного света =0 и P=1.

Для естественного света и P=0.

Закон Малюса:

Колебание амплитуды , совершающееся в плоскости, образующей с плоскостью поляризации угол , можно разделить на два колебания с амплитудами

– пройдет через прибор

- будет задержано.

Интенсивность падающей волны пропорциональна:

Интенсивность прошедшей волны пропорциональна: .

Тогда, т.к. , то .

Следовательно, колебание, параллельное плоскости поляризатора, несет с собой долю первоначальной интенсивности, равную .

В естественном свете все значения равновероятны. Поэтому доля света, прошедшего через поляризатор будет равна среднему значению

При вращении поляризатора вокруг направления естественного луча, интенсивность прошедшего света останется одной и той же, изменится только ориентация плоскости колебаний света, выходящего из прибора.

Пусть на поляризатор падает плоскопараллельный свет амплитуды A₀ и интенсивности I_{0 .}

Сквозь прибор пройдет составляющая колебания с амплитудой , где φ – угол между плоскостью колебаний падающего света и плоскостью поляризатора.

Следовательно, интенсивность проходящего света определяется как: – законМалюса.

Поставим на пути естественноголуча два поляризатора, плоскости которых образуют угол φ.

Из первого поляризатора выйдет плоскополяризованный свет, интенсивность которого составит половину интенсивности естественного света:

Согласно закону Малюса, из второго поляризатора выйдет свет интенсивности .

Таким образом, интенсивность света, прошедшего через два поляризатора равна: .

Максимальная интенсивность при φ=0 (поляризаторы параллельны).

Минимальная интенсивность: при (поляризаторы скрещены).

Date: 2015-05-17; view: 813; Нарушение авторских прав