Жарықтың поляризациясы. Шағылу кезіндегі толқындардың поляризациясы.

Затқа жарық әсер еткенде оның электромагниттік өрісінің электрлік құраушысы негізгі орын алады, зат атомындағы электронға негізгі әсерді сол құраушысы көрсетеді. Сондықтан поляризация заңдылықтарын сипаттау үшін тек жарық векторын- электр өрісінің кернеулік векторы қарастырамыз.

Жарықты бір – біріне байланыссыз сәуле шығаратын атомдардың қосындысы электромагниттік сәулелері ретінде елестетуге болады. Сондықтан векторының барлық бағыты жан- жаққа тең ықтималды болады. Мұндай жарық табиғи деп аталады (а-сурет).

Поляризацияланған жарық деп векторының тербеліс бағыты қандайда бір жолмен реттелген жарықты айтады.

Жартылай поляризацияланған жарық (б-сурет) деп векторының тербеліс бағыты басымырақ бағыттағы жарықты айтады.

Жазық поляризацияланған жарық деп векторы жарық сәулесі өтетін жазықтықта ғана тербелетін жарық ( алдыңғы бетте (в-сурет), осы бетте (а) және (б)). Бұл жазықтық поляризация жазықтығы деп аталады.

Егер векторының ұштары уақыт өтуіне байланысты сәулеге перпендикуляр жазықтықта шеңбер немесе эллипс (в-сурет) сызса, онда жарық циркулярлы немесе эллиптикалық поляризацияланған деп аталады.

Поляризациялану дәрежесі деп Р шамасын айтады.

мұндағы және - сәйкес жартылай поляризацияланған жарықтың максималь және минималь интенсивтілігі. Табиғи жарық үшін және . Жазық поляризацияланған жарық үшін , .

Табиғи жарықтан жазық поляризацияланған жарықты тербелісті белгілі бағытта ғана өткізетін, поляризаторларды пайдалану арқылы алуға болады. Анықталған поляризатор ретінде тербелісіне қатысты анизатропты орта пайдаланылады.

Малюс заңы.

И нтенсивтілігі табиғи жарықты Т₁ поляризаторы арқылы жібереміз. Поляризатор жазықтығымен бұрышын жасайтын жазықтықта тербеліс жасайтын амплитудасы А тербелісті, амплитудалары және екі тербеліске жіктеуге болады.

Өткен толқынның интенсвтілігі пропорционал. Табиғи жарықта бұрышының барлық мәні тең ықтималдылықта, сондықтан поляризатор арқылы өткен жарық бөлігі орташа мәнге тең, ал бірінші поляризатор Т₁ арқылы өткен жазық поляризацияланған жарықтың интенсивтілігі:

Жазық поляризациялынған жарық жолына, бірінші поляризаторға бұрыш жасай, екінші Т₂ поляризатор (анализатор) қоямыз. Анализатор арқылы өткен жарық интенсивтілігі бұрышына тәуелді, Малюс заңы бойынша өзгереді.

Сонымен екі поляризатор арқылы өткен жарық интенсивтілігі: .

Осыдан, поляризаторлар параллель болғанда және поляризаторлар айқасқан кезде .

Шағылу және сыну кезіндегі жарық поляризациясы.

Егер табиғи жарық екі диэлектрикті бөлетін шекараға түссе, онда шағылған және сынған сәуле жартылай поляризацияланған болады.

Шағылған сәуледе түсу жазықтығына перпендикуляр тербеліс басым, ал сынған сәуледе түсу жазықтығындағы тербеліс басым.

Егер түсу бұрышы

қатынасымен анықталатын Брюстер бұрышына тең болса, онда шағылған сәуле жазық поляризацияланған болып саналады. Сынған сәуле бұл жағдайда максимал поляризацияланады, бірақ толық емес. Бұл кезде шағылған және сынған сәуле өзара перпендикуляр.

, немесе .

Бірақ , сондықтан .

Егер екі диэлектрик шекарасындағы электромагниттік өрістің шекаралық шарттарын ескерсе, онда шағылған және сынған кездегі поляризациялану дәрежесін әртүрлі түсу бұрышында Максвелл теңдеуімен есептеуге болады.