2. Охарактеризуйте виды поляризации света и их взаимосвязь, взаимо­представления.

Свет называется полностью поляризованным, если две взаимно-перпендикулярные компо­ненты (проекции) век­тора светового пучка совершают колебания с постоянной во времени раз­ностью фаз. В общем случае проекция конца вектора такого света на плоскость перпендику­ляр­ную на­правления его распространения, описывает эллипс. Такой свет называют эллиптически поляризованным (ЭПС).

Большой интерес представляют предельные случаи эллиптической поляризации: 1) линейная, когда эллипс выро­ждается в отрезок прямой линии и 2) циркулярная (или круго­вая), когда эллипс переходит в окружность.

Е

стественный свет является неполяризованным. Он не обнаружи­вает фазовой корреляции между компо­нентами вектора ; разность фаз между ними непрерывно хаотически меняется и вектор с течением вре­мени рав­новероятно и неупорядо­ченно занимает любые направления (в плоскости перпендикулярной век­тору скорости волны).

Между видами поляризованного света существует взаимосвязь. Так, циркулярно или эллиптически поляризованный свет (ЦПС и ЭПС), можно разложить на две линейно поля­ризованные во взаимно-перпендикулярных направлениях световые волны с одинаковой частотой и разностью фаз в 90:

Е₁ = Е_м1 sin (t – kх) и Е₂ = Е_м2 cos (t – kу).

П

одобная взаимосвязь рассматривалась в механике, в задаче о сложении взаимно-перпендику­лярных колебаний одинаковой частоты. Если амплитуды Е_х = Е₁ и Е_у = Е₂ складываемых волн (колеба­ний) равны, то результирующее колебание оказывается циркулярно-поляризованным, в других же случаях – эллиптически поляризованным.

Линейно-поляризованный свет (ЛПС), в свою очередь, можно разложить на две циркулярно (или эллиптически) поляризованные волны, векторы которых вращаются с одинаковой скоростью  в противопо­ложных направлениях.

Поляризация света может быть частичной, когда фазовый сдвиг между взаимно перпенди­куляр­ными компонентами вектора световой волны имеет некоторое преимущественное значение. Если оно равно нулю, свет называется частично линейно поляризованным, если же оно равно /2, имеем час­тично циркулярно-поляризованный свет.

Величина Р степени поляризации света, опреде­ляемая как отношение разности интенсив­ностей J₁ – J₂ двух выделенных взаимно перпендикулярных компонент к их cyммe J₁ + J_2, то есть: Р = (J₁ – J₂)(J₁ – J₂), может ме­няться в пределах от 0 % (неполяризованный свет) до 100 % (полностью поляризованный свет).

3. Охарактеризуйте методы получения поляризованного света и дайте вывод закона Малюса.

Устройства, служащие для получения линейно поляризованного света из неполяризован­ного, называ­ются поляризаторами. Поляризатор обладает способно­стью пропускать свет с колеба­ниями вектора , парал­лельными некоторой плоскости, называемой плоскостью поляризатора. Т. к. в естественном свете колебания вектора всегда могут быть представ­лены в виде суммы двух равноправных взаимно перпендикулярных компонент, то поляризатор, про­пустив лишь компо­ненту параллельную своей плоскости, вдвое уменьшает интенсивность падающего на него естест­венного света, делая его линейно поляризован­ным.

Е

сли же на поляризатор падает линейно поляризованный свет (по­ляризатор в этом случае называют анализатором), то на выход проходит компонента _//, параллельная плоскости анализа­тора М: Е_// = Е_оcos , гдe  - угол между вектором _о падающего на анализатор ЛПС и плоскостью анализатора. Интенсивность же ЛПС на выходе анализатора:

J_вых =  Е_//² = Е_о²cos²  = J_оcos² .

Соотношение J_вых = J_оcos² , связывающее интенсивности ЛПС на выходе и входе анализатора с углом между вектором _о и плоскостью анализатора, называется законом Малюса.

Если на вход системы из поляризатора и анализатора, угол между плоскостями которых равен , падает естественный свет с интенсивностью J_ест, то интенсивность J_вых линейно-поляризо­ванного света на выходе системы будет равна: J_вых = (12)J_ест cos² .