2. Поляроиды. Поляризаторы. Закон Малюса

Приборы, служащие для преобразования естественного света в поляризаций называется поляризаторами. В качестве поляризаторов используется анизотропные кристаллы. Очень часто кристаллы турмалина.

Рассмотрим схему для получения, поляризованного света. Для этого используется два кристалла турмалина T₁ и T₂. Эти кристаллы имеют форму параллелепипеда, ОО^/ - оптические оси. Оптическая ось перпендикулярна направлению в кристалле, относительно которой атомы кристалла распределены симметрично.

Поляризаторы Т₁ и Т₂ преобразуют естественный свет в плоскополяризованный, то есть через них проходит свет, в котором колеблется только в одной плоскости параллельно оптической оси ОО^/. Пусть естественный источник света создает интенсивность Первый кристалл турмалина пропускает свет только одного направления АВ. Источник света перпендикулярен первому поляризатору. Если мы будем первый поляризатор, то интенсивность света, вышедшая из него не меняется, это интенсивность.

(1)

Так как не пропускается свет в направлении перпендикулярному АВ. Если мы будем вращать второй половины Т₂, то эксперименты показывают, что интенсивность света вышедшего из Т₂ изменится и при некотором угле φ в глаз наблюдателя свет не попадает совсем. Малюсом экспериментально был получен закон, выражается формулой (2)

(2) - закон Малюса

I – интенсивность света, прошедшая через второй поляризатор.

I₀ - интенсивность света, прошедшая через первый поляризатор.

φ- угол между оптическими осями двух поляризаторов.

(Поляризатор пропускает свет лишь параллельные оптические оси).

Если вместо I₀ подставим формулу (1), то закон Малюса в общем виде запишется:

(3)

Если угол между двумя поляризаторами равен , то такая система не будет пропускать световую волну. Прибор, служащий для преобразования света в плоскополяризованный называется поляризатором (Т₁): прибор, служащий для анализа степени поляризации называется анализатором.

3. Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков. Закон Брюстера

1 луч – естественный свет

2 луч – отраженный свет

3 луч – преломленный свет

На пути 2 и 3 луча поставим поляризаторы (анализаторы) и убедимся, что 2 и 3 лучи частично поляризованы: так как при вращении анализатора интенсивность лучей то уменьшатся, то увеличивается.

В естественном свете (1 луч) имеет две компоненты и они равноправны.

Первая компонента называется Ѕ поляризованной, она перпендикулярна плоскости чертежа, обозначается точкой Ѕ и называется Ѕ – поляризацией.

Вторая компонента параллельна плоскости чертежа, она называется Р- поляризованной, обозначается ( )Р.

Во 2 и 3 луче также присутствуют и Ѕ, и Р, но оказалось, что во втором луче больше Ѕ – поляризованных волн, чем Р; а в третьем луче – больше Р поляризованных чем Ѕ. Так как отраженные и преломленные лучи лежат в одной плоскости, то в них Е перпендикулярно равноправно и одинаково направлено. Так как угол , то Е параллелен в преломленном луче не параллельной Е в 1 и 2 луче.

С тепень поляризации зависит от угла падения луча. Если угол φ₁ равен углу Брюстера (i_Б), то отраженный луч становится плоскополяризованным, т.е. в нем присутствует Ѕ – поляризация, а преломленный луч становится максимально поляризованным.