6.4. Поляризація світла

Електромагнітні хвилі, як відомо, є поперечними. У випромінюванні різних джерел (розжарених твердих тіл, газів, що світяться) внаслідок хаотичного руху елементар­них джерел світла - атомів та молекул - присутні всілякі напрямки коливань вектора напруженості електричного поля Таке випромінювання називаєтьсяприродний (рис. 6.19а). Якщо спроектувати всі вектори що присутні у природному світлі, на дві взаємно перпендикулярні площини А та В, що проходять через світловий промінь, то суми проекцій на площини А та В виявляються однаковими (рис. 6.19б). Тому природне світло умовно позначають так, як це подано на рис. 6.19в.

Рис. 6.19. Проекції векторів напруженості електричного поляв природному світлі: на площину, перпендикулярну променюа, на дві взаємно перпендикулярні площини А та В 6 та умовне позначення природного світла В.

Випромінювання, в якому коливання вектора Е відбу­ваються лише в одному напрямку, називається поляризо­ваним (наприклад, випромінювання електрона в поодино­кому акті). Площина, в якій розташовані векторта векторщо визначає напрямок поширення випромінювання (тоб­то світловий промінь), називаєтьсяплощиною поляризації. На рис. 6.20а зображена площина поляризації А, а на рис. 6.20б наведені умовні позначення поляризованого світла.

Рис. 6.20. Площина поляризації а та умовне позначення поляризованого світла б.

Світло, в якому коливання вектора Е одного напрямку переважає коливання інших напрямків, називається частково поляризованим. Співвідношення символічних позначеньхарактеризує ступінь поляризації (рис. 6.21). Поляризоване світло можна одержати з природного за допомогою приладів, що називаютьсяполяризаторами.

Рис. 6.21. Умовне позначення частково поляризованого світла.

6.4.1. Поляризація світла при відбиванні та заломленні

Якщо природне світло падає на відбиваючу поверхню діелектрика (скла, слюди) під кутом який задовольняє умові Брюстерато відбита хвиля виявляється плоскополяризованою, причому вектору відбитому світлі коливається в площині, яка перпендикулярна до площини падіння (рис. 6.22а). Кутякий задовольняє умові Брюс­тера, називаєтьсякутом повної поляризації, або кутом Брюстера. Можна довести, що при виконанні умови Брюстера відбиті та заломлені промені виявляються перпендикулярними один до одного. Дійсно, відповідно до закону заломлення світла

згідно з умовою Брюстера отже

звідки випливає, що , тоді

Рис. 6.22. Поляризація світла при відбиванні під кутом Брюстера.

Заломлений промінь у цьому разі виявляється максимально частково поляризованим у площині падіння (рис. 6.22а). Недоліком поляризації при відбиванні є мала частка відбитого від діелектрика випромінювання (3-5% при відбиванні від скляної пластинки). Саме тому на прак­тиці використовують багатократне відбивання від стопи пластинок. Промінь, що проходить крізь стопу, поступово звільняючись від коливань, перпендикулярних до площини падіння, стає практично плоскополяризованим у площині падіння (рис. 6.22б).