Поляризация при отражении и преломлении

При падении света на границу раздела двух диэлектриков под углом падения, отличным от нуля, и отраженный луч, и преломленный оказываются частично поляризованными. В отраженном луче преобладают колебания, перпендикулярные плоскости падения, в преломленном преобладают колебания, параллельные плоскости падения.

При угле падения (угол Брюстера), определяемого условием, отраженный луч оказывается полностью поляризованным. Степень поляризации и преломления луча максимальная, но. Приотраженный и преломленный лучи перпендикулярны.

Степень поляризации можно получить из формулы Френеля, которая вытекает из условий, налагаемых на электромагнитное поле на границе диэлектриков, и выражают соотношения между амплитудами отраженных, преломленных и падающих световых волн:

При возведении в квадрат и умножении на показатель преломления, получим интенсивности отраженных и преломленных волн:

При отражении естественного света от поверхности диэлектрического света от поверхности диэлектрического зеркала имеют место

;.

i– угол падения;

r– угол преломления;

I_o– интенсивность естественного света.

Прохождение поляризованного света через анизотропные среды

При падении света на прозрачный кристалл (кроме кубических систем) происходит разделение луча на два луча, которые распространяются в кристалле по разным направлениям и с разными скоростями. Это явление называют двойным преломлением.

Один из лучей называется обыкновенным, он подчиняется обычному закону преломления, другой –необыкновенный, так как отношение синусов падения и преломления углов зависит от угла падения и преломленный луч, как правило, не лежит в одной плоскости с падающим лучом и перпендикуляром.

Такое поведение света объясняется анизотропией кристаллов (т.е. зависит их свойств от направления).

Кристаллы, разделяющие луч на оие, называются одноосными (исландский шпат, кварцевый турмалин).

У этих кристаллов есть направление, называемое осью кристалла, распространяясь вдоль которого оие, лучи не разделяются и движутся с одинаковой скоростью (Ось кристалла не прямая, а направление кристалла).

У двухосных кристаллов оба луча необыкновенные (слюда, гипс).

Любая плоскость, проходящая через ось кристалла, называется главным сечениемкристалла. Для удобства её проводят через световой луч.

При выходе из кристалла оиелучи оказываются поляризованными во взаимно перпендикулярных направлениях. Во-луче колебанияперпендикулярны главному сечению, а плоскость колебаний ве-луче совпадает с главным сечением.

Явление большего поглощения одного из лучей (оилие) называется дихроизмом, а вещество, обладающее таким свойством, - поляроидом. (турмалин, одинаково направленные кристаллы сульфата йодистого)

Двойное лучепреломление объясняется анизотропией кристаллов, диэлектрической проницаемостьюв направлении главной оптической оси и в направлениях перпендикулярных ей различные.

Следовательно, так как , то электромагнитным волнам с различными направлениями векторасоответствуют разные показатели преломления и скорости распространения.

Рассмотрим главное сечение. Колебания в о-луче перпендикулярны оптической оси при любом направлении, откуда следует, что скорость его будет одна и та же. Колебания ве-луче совершаются в главном сечении и направление колебаний составляет различные углы с оптической осью и, следовательно, имеет различные скорости.

В направлении главной оптической оси кристалла скорости еио одинаковы. Для одноосного кристалла вводят показатель преломления об. луча.

;

и показатель преломления необ. луча, перпендикулярного к оптической оси.

;

= 0 направление колебаний совпадает с направлением главной оптической оси.

В зависимости от того, какая из скоростей ибольше различают положительные кристаллы<().

Отрицательные кристаллы >().