Жарықтың поляризациясы. Брюстер және Малюс заны. Жарық поляризациясы Табиғи және поляризацияланған жарық.

Жарық денеге әсер еткенде жарық толқынның әлектромагниттік өрісінің әлектрлік құраушысының мәні өте зор, себебі әлектр өрісі заттың атомдарындағы әлектрондарға үлкен ықпал етеді. Сол себепті, поляризацияның заңдылықтарын сипаттау үшін біз тек жарық векторы - оның ішінде әлектр өрісі кернеулігінің векторын қарастырамыз.

Жарық көптеген тәуелсіз жарық шығаратын атомдардың әлектромагниттік сәулелерінің қосындысы болып келеді. Осыған байланысты, векторының барлық ориентациялары тең ықтималды болады. Осындай жарық табиғи жарық деп аталады (сурет (а)).

Поляризацияланған жарық деп векторының тербеліс бағыты реттелген жарықты айтады.

Аздап поляризацияланған жарық деп (сурет (б)) негізінен векторының тербеліс бағытымен сипатталатын жарық.

Жазық поляризацияланған жарық деп – векторы тек сәуле өтетін бір жазықтықта тербелетін жарықты айтады (жоғарғы суреттегі (в) және төменгі суреттегі (а) және (б)). Бұл жазықтық - поляризация жазықтығы деп аталады.

Е гер векторының ұштары уақыт өте сәулеге перпендикуляр жазықтықта шеңберді немесе әллипсті бейнелесе (сурет (в)), онда жарық циркулярлы немесе әллипсті поляризацилянған деп аталады.

П оляризациялану дәрежесі деп Р шамасы аталады:

м ұндағы I_max және I_min – сәйкесінше поляризацияланған жарықтың максимал және минимал интенсивтіліктері. Табиғи жарық үшін I_max =I_min және Р=0, жазық поляризацияланған жарық үшін I_min=0 және Р=1.

Табиғи жарықты, тек белгілі бір бағыттағы тербелістерді өткізетін, поляризаторлар деп аталатын затты пайдалана отырып, жазық поляризацияланған жарыққа түрлендіруге болады. Поляризатор ретінде векторының тербелуіне қатысты анизатропты орталар қолданылады.

Малюс заңы.

Интенсивтілігі I_табиғи табиғи жарықты Т₁ поляризаторынан өткізелік. Поляризатор жазықтығымен φ бұрыш жасайтын жазықтықта тербелетін А тербеліс амплитудасын А_||=Acosφ және A_{_|_}=A sinφ екі тербеліске жіктеуге болады. Өткен толқынның интенсивтілігі А²_||=A²cos²φ пропорционал. Табиғи ж арықта φ –дің барлық мәні тең ықтималды, осыған байланысты поляризатордан өткен жарықтың бір бөлігі орташа мәніне тең болады, ал бірінші Т₁ поляризатордан өткен жазық поляризацияланған жарықтың интенсивтілігі:

Жазық поляризацияланған жарықтың жолына бірінші поляризаторға ψ бұрыш жасайтындай етіп екінші Т₂ поляризаторды (анализатор) қоялық. Анализатордан өткен жарықтың I интенсивтілігі ψ бұрышқа тәуелді өзгереді – Малюс заңы бойынша :

I=I₀cos²ψ

Сәйкесінше екі поляризатордан өткен жарықтың интенсивтілігі :

Осыдан поляризаторлар параллель болғанда,

поляризаторлар бір-біріне ψ=90⁰ бұрыш жасағанда I_min=0.

Жарықтың шағылу және сыну кезінде поляризациялануы.

Егер табиғи жарық екі диәлектриктің бөліну шегарасына түссе, онда шағылған және сынған сәулелер аздап поляризацияланады.

Ш ағылған сәуледе түсу жазықтығына перпендикуляр тербелістер көп болса, ал сынған сәуледе түсу жазықтығында жатқан тербелістер көп.

Егер түсу бұрышы tgi_B=n₂₁ қатынасы арқылы анықталатын Брюстер бұрышына тең болса, онда шағылған сәуле жазық поляризацияланады.

Сынған сәуле бұл жағдайда максимал поляризациаланады бірақ толық емес.

Ш ағылған және сынған бұрыштар өзара перпендикуляр болады:

немесе , бірақ , сондықтан .

Лекция 23.

Атомдық және кванттық физика.

Дененің жылулық сәуле шығаруы және оның заңдары. Планк формуласы. Кванттық теорияның негізгі идеялары.

Жарықтың кванттық табиғаты

Кванттық оптика – жарықтың кванттық қасиеті байқалатын құбылыстарды зерттейтін оптиканың бөлімі.

Оптикалық сәулеленудің түрлері.

Зат құрамына кіретін әлектр зарядтарының тербелістері әлектромагниттік жарық шығарудың алғышартары болып табылады, зат жарық шығарғанда әнергиясын жоғалтады.

Жарық шашырағанда және шағылғанда екінші ретті жарық толқындарының пайда болуы және заттың жарық шығару ұзақтығы жарық тербеліс периодына тең уақыт аралығында болады.

Егер жарық шығару жарық тербеліс периодынан ұзағырақ уақытта болса, онда жарық шығарудың екі түрі бар: 1) жылулық жарық шығару және 2) люминесценция.

Әр толқын ұзындығы үшін дене мен сәулеленудің арасындағы әнергияның үлесуі өзгермей қалатын күйді жүйенің (жарық шығарушы дененің) тепе-теңдік күйі деп айтады. Қыздыру нәтижесінде дененің жарық шығаруы – жылулық сәулеленуі деп аталады. Жылулық сәулелену - жарық шығарушы дене мен тепе-теңдік күйде болатын сәулеленудің жалғыз түрі болып табылады.

Жарықтың тербеліс периодынан ұзақ уақыт бойы берілген температурада дененің жылулық сәуленуінен артық болатын тепе-теңдік емес сәулелену люминесценция деп аталады.