Закон Малюса

П усть плоско поляризованный свет падает на анализатор, причем колебания вектора с амплитудой А₀ совершаются в плоскости, образующей угол φ с плоскостью поляризатора (луч и плоскость поляризатора перпендикулярны плоскости рисунка).

Колебания с амплитудой А₀ можно разложить на два колебания: А₁₁ = А₀ cos φ и А_┴ = А₀ sin φ. Первое колебание пройдет через анализатор, а второе будет полностью задержано. Интенсивность прошедшего света пропорциональна квадрату амплитуды (I ~ А²), т.е. и . Значит из анализатора выйдет свет с интенсивностью – закон Малюса. В естественном свете все значения угла равновероятны, поэтому среднее по времени значение . Поэтому при вращении поляризатора вокруг естественного луча интенсивность изменяться не будет и будет все время равна _{естеств}. Поставим на пути естественного света поляризатор и анализатор, плоскости которых составляют угол . Из поляризатора выйдет плоско поляризованный свет с интенсивностью _{естеств}. Согласно закону Малюса из анализатора выходит свет с интенсивностью _{естеств} . При повороте анализатора максимальная интенсивность будет I_{max естеств} при (поляризаторы параллельны). Минимальная интенсивность будет I_min = = 0 при (поляризаторы скрещены).

Поляризация при отражении и преломлении. Закон Брюстера

П ри падении естественного света на границу раздела двух диэлектриков, отраженный и преломленный лучи оказываются частично поляризованными. Причем, в отраженном луче преобладают колебания вектора , перпендикулярные плоскости падения (точки), а в преломленном – колебания, параллельные плоскости падения (стрелки). Степень поляризации лучей зависит от угла падения и показателей преломления сред.

Согласно закону Брюстера, если угол падения (угол Брюстера) удовлетворяет условию tg , то отраженный луч оказывается полностью плоскополяризованным, а преломленный максимально частично поляризован. При этом отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны.

Двойное лучепреломление

Все прозрачные кристаллы (кроме кубической системы) обладают способностью двойного лучепреломления, т.е. раздваивания каждого падающего на них светового пучка. Если на толстый кристалл исландского шпата направить узкий пучок света, то из кристалла выйдут два пространственно разделенных луча, параллельных друг другу и падающему лучу. Даже при нормальном падении преломленный луч разделяется на два, причем один из них является продолжением первого, а второй отклоняется.

Луч о – называется обыкновенным, для него выполняется условие . Луч е называется необыкновенным, для него . Обыкновенный и необыкновенный лучи плоско поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях. В кристалле шпата имеется единственное направление, вдоль которого двойное лучепреломление не наблюдается. Это направление называется оптической осью кристалла. Кристаллы бывают одноосные и двуосные. Обыкновенный луч подчиняется закону преломления: , а необыкновенный – не подчиняется: . Для лучей вдоль оптической оси и . Если > ( < ) – это положительный одноосный кристалл, если < ( > ), то это отрицательный одноосный кристалл.

Таким образом, для получения поляризованного света используют поляризацию при отражении и преломлении на границе раздела двух диэлектриков и двойное лучепреломление при прохождении света через анизотропные кристаллы.