Поляризация света

При действии света на вещество основное значение имеет электрическая составляющая электромагнитного поля световой волны, поскольку именно она оказывает основное действие на электроны в атомах вещества.

Поэтому, для описания закономерностей поляризации будем рассматривать только световой вектор — вектор напряженности электрического поля.

Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества независимо излучающих атомов. Поэтому все ориентации вектора будут равновероятны. Такой свет называетсяестественным (рис. ( 17 а)).

Поляризованным светом называется свет, в котором направления колебания вектора каким-либо образом упорядочены.

Частично поляризованный свет (рис. (17 б)) — свет с

Рис.17. преимущественным направлением колебаний вектора .

.

Плоскополяризованный свет — свет, в котором вектор колеблется в одной, проходящей через луч плоскости (рис. 17в) и рис.(18а) и (18 б)). Эта плоскость называетсяплоскостью поляризации.

Если концы вектора с течением времени описывают в плоскости, перпендикулярной лучу,окружность илиэллипс (рис.(18 в)), то свет называетсяциркулярно илиэллиптически поляризованным.

Рис.18.

Частично поляризованный свет определяется как смесь естественного интенсивности I_ести поляризованного света интенсивностиI_ест. Его интенсивностьI₀равна:.

Степень поляризации:

, (59)

где I_maxиI_min– максимальное и минимальное значения интенсивности света, прошедшего через поляризатор, которые можно измерить с помощью анализатора.

Закон Малюса для идеального поляризатора:

I =I₀cos²ψ (60)

где I₀– интенсивность линейно поляризованного света, падающего на поляризатор Т₂(Рис.19) ;

I– интенсивность света, прошедшего через поляризатор;

ψ– угол между плоскостью поляризации (направлением электрического вектора) падающего света и плоскостью пропускания (оптической осью) поляризатора.

Рис.19.

Закон Малюса для неидеального поляризатора:

, (61)

где k– коэффициент поглощения поляризатора.

Интенсивность естественного света, прошедшего через идеальный поляризатор:

,

где I₀– интенсивность естественного света, падающего на поляризатор.

Если естественный свет падает на границу раздела двух диэлектриков, то отраженный и преломленный лучи являются частично поляризованными.( Рис.20).

В отраженном луче преобладают колебания перпендикулярные плоскости падения, а в преломленном — колебания, лежащие в плоскости падения.

Если угол падения равен углу Брюстера, который определяется соотно­шением

,

то отраженный луч является плоскополяризованным.

Рис.20.

Преломленный луч в этом случае поляризуется максимально, но не полностью.При этом отраженный и преломленный лучи перпендикулярны.

Некоторые вещества (например, кварц, сахар, скипидар), называемые оптически активными, обладают способностью вращать плоскость поляризации.

Угол поворота плоскости поляризации монохроматического света при прохождении через оптически активное вещество:

= d(в твердых телах), (62)

где  – постоянная вращения;d– путь пройденный светом в оптически активном веществе.

= []d(в растворах), (63)

где [] – удельное вращение;– массовая концентрация оптически активного вещества в растворе.