- •11. Поляризация света
- •У плоскополяризованного света (линейнополяризованного) - вектор Е колеблется только в одной, проходящей через
- •Естественный свет можно представить как наложение двух некогерентных волн с взаимно ортогональными плоскостями
- •Частично поляризованный свет можно представить как наложение двух некогерентных волн с взаимно ортогональными
- •Если концы вектора Е с течением времени описывают в плоскости, перпендикулярной лучу, окружность
- •11.1. Закон Малюса
- •На пути света прошедшего через 1- ый поляризатор
- •11.3. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера
- •При угле падения Бр для которого выполняется условие:
- •Плоскополяризованный свет получают (при относительно низком уровне потерь)
- •11.3. Поляризация при двойном лучепреломлении
- •Одноосные кристаллы. Имеется направление - оптическая ось 00’, вдоль которого обыкновенная и необыкновенная
- •Дихроизм - явление один из лучей поглощается сильнее. Сильный дихроизм присущ кристаллу турмалина.
- •Двойное лучепреломления лежит в основе поляризационных призм
- •Распространение лучей в кристалле в зависимости от положения оптической оси
- •11.4. Искусственное двойное лучепреломление
- •Анизотропия в электрическом поле – явление двойного лучепреломления в
- •Вращение плоскости поляризации в магнитном поле - эффект Фарадея
11. Поляризация света
Электрическая составляющая электромагнитной волны оказывает определяющее влияние на электроны в атомах , поэтому для описания явления поляризации света используется электрический вектор
напряженности E.
Свет - суммарное излучение множества независимо излучающих атомов (естественный свет). В поляризованным свете направления колебания
вектора каким-либо образом упорядочены.
Свет естественный – |
Частично поляризованный |
Линейно |
|
если все ориентации |
свет с преимущественным |
||
поляризованный |
|||
вектора равновероятны. |
направлением колебаний E |
||
|
1
У плоскополяризованного света (линейнополяризованного) - вектор Е колеблется только в одной, проходящей через весь луч плоскости (плоскость поляризации).
2
Естественный свет можно представить как наложение двух некогерентных волн с взаимно ортогональными плоскостями поляризации
Из естественного света можно получить плоскополяризованный с помощью
поляризаторов.
Они пропускают колебания светового вектора, параллельные плоскости
пропускания поляризатора.
Колебания же, перпендикулярные к этой плоскости, задерживаются полностью или частично,
3
Частично поляризованный свет можно представить как наложение двух некогерентных волн с взаимно ортогональными плоскостями поляризации, но разными по интенсивности или как естественный и плоскополяризационный
Частично-поляризованный
свет характеризуется
степенью поляризации:
P = |
Iмах - Iмин |
|
Iпол |
|
Iмах + Iмин |
I0 |
|||
|
|
4
Если концы вектора Е с течением времени описывают в плоскости, перпендикулярной лучу, окружность или эллипс, то свет:
циркулярно или эллиптически поляризован.
Плоскость колебаний поворачивается вокруг направления луча с угловой скоростью, равной частоте колебаний
Понятие степени деполяризации здесь не применимо
Если смотреть вслед лучу, то вектор Е – описывает или круг или эллипс
При наблюдении волны навстречу распространения, если вектор E поворачивается :
по часовой стрелке, то поляризация правая; против часовой стрелке, то поляризация левая;
5
11.1. Закон Малюса
Амплитуду любого колебания естественного света, относительно плоскости поляризатора можно разложить на два взаимно - колебания:
Через поляризатор пройдут те колебания, плоскость которых ║ плоскости поляризатора.
Интенсивность прошедшей волны естественного света
В естественном свете все углы равновероятны, поэтому доля света, прошедшего через поляризатор, равна:
Интенсивность уже плоскополяризованного света равна:
6
На пути света прошедшего через 1- ый поляризатор
поставим 2-ой поляризатор –
анализатор.
Его плоскость пропускания составляет угол с плоскостью пропускания 1-ого.
Интенсивность прошедшего
через анализатор
плоскополяризованного света зависит от угла как :
- закон Малюса
Интенсивность естественного света, прошедшего через два поляризатора:
7
11.3. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера
При падении на границу раздела двух диэлектриков естественного света
-отраженный и преломленный лучи частично поляризованны.
Вотраженном луче
преобладают колебания перпендикулярные плоскости падения,
Впреломленном луче - колебания, лежащие в плоскости падения.
8
При угле падения Бр для которого выполняется условие:
|
отраженный свет – полностью поляризован. |
||||||||
|
Угол Бр |
|
– угол Брюстера или угол полной |
||||||
|
|
||||||||
|
поляризации: |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
sin Бр |
n |
|
||
|
tg Бр |
|
|
|
2 |
с другой стороны |
|||
|
cos Бр |
||||||||
|
|
|
|
|
n1 |
|
|||
|
|
sin Бр |
n |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
откуда следует |
|
|
sin |
||||||||
|
n1 |
|
|
||||||
cos Бр sin |
или sin o Бр sin |
o o |
При падении света под углом Брюстера:
отраженный и преломленный лучи взаимно ортогональны; степень поляризации преломленной волна наиболее максимальна
Интенсивность отраженной волны мала на границе воздух – стекло: 0,15
9
Плоскополяризованный свет получают (при относительно низком уровне потерь)
применяя последовательное преломление на стопах – несколько
одинаковых и параллельных друг другу пластинок, установленных под углом Брюстера к падающему свету.
Проходящий через стопу свет практически полностью линейно-поляризован.
Интенсивность прошедшего света равна 0,5 интенсивности падающего естественного света.
10