10. Поляризация света

Поляриза́ция волн — явление нарушения симметрии распределения возмущений в поперечной волне (например, напряжённостей электрического или 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.^[1]

Поперечная волна характеризуется двумя направлениями: волновым вектором и вектором амплитуды, всегда перпендикулярным к волновому вектору. Так что втрёхмерном пространстве имеется ещё одна степень свободы — вращение вокруг волнового вектора.

Основными являются два вида поляризации:

• линейная — колебания возмущения происходит 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. В общем случае, круговая поляризация — вещь теоретическая, на практике же говорят об эллиптической поляризации — с левым или правым направлением вращения.

Эл. маг. волна у которой положение вектора напряженности Е упорядочено в пространстве — поляризованной. Различают 3-и вида поляризации: линейная, круговая, эллиптическая. Если колебания вектора Е происходят в одной плоскости, то линейно, а плоскость — плоскостью поляризации. Пусть имеем 2-е взаимно перпендикулярные волны. Их результирующая будет супер позиция этих 2-х волн. S_ox=E_oxcos(tω-kr+φ), S_oу=E_oуcos(tω-kr+φ).. Суммарная волна будет описывать эллипс, если E_oxне=E_oу. Если E_ox=E_oу то окружность. Эта волна — эллиптически поляризованной. Если φ=(2m+1)π/2, то E_ox=E_oу эллипс превращается в окружность. Если глядя на распространение волны вектор Е вращается проив часовой, то круговая поляризация — правой, если по, то левой. Линейно поляризованную волну можно представить как суперпозицию 2-х круговых волн, одна с левой другая с правой поляризацией. Если свет смесь поляр и неполяр света, то свет — частично поляр. Поляризацию получают с помощью поляризаторов (в-ва пропускающие свет только в одном направлении). Эта зависимость пропускания света — дихроизмом. Этим св-ом облают пленки. Поляризаторы можно применять и для анализа поляризованного света. Поляризаторы пропускают свет параллельно главной плоскости поляризатора и не пропускают если перпен. Главная плоскость — плоскость поляризации света поляризатором. З-н Малюса: пусть на поляризатор падает линейно поляризованный свет под углом φ к поляризатору. I=I₀cos²φ — з-н Малюса. I- интенсивность света после поляризатора. I₀ —интенсивность падающего света. I=I_ест/2. интенсивность света проходящего через анализатор и поляризатор пропорционально квадрату cos между их главными плоскостями. Интенсивность естественного света после прохождения через поляризатор << в 2-а раза. Степени поляризации: если падающий на поляризатор свет частично поляризован, то степень поляризации p=(I_max-I_min)/(I_max+I_min).