2. Закон Малюса

Рис. 5

Явления отражения, преломления и двойного лучепреломления можно использовать для получения линейно поляризованного света, поляризованного по кругу или эллипсу.

Для получения поляризованного света также используют явление дихроизма  способность некоторых веществ (например, турмалина, герапатита и др.) полностью поглощать обыкновенные или необыкновенные лучи.

Существуют линейный (графит, селен, теллур), круговой (селен, теллур) и эллиптический (сульфат натрия) дихроизм. Всякое устройство, с помощью которого можно получить поляризованный свет, называют поляризатором (П). Поляроид, применяемый для обнаружения степени поляризованного света, называют анализатором.

Пусть естественный свет падает на систему поляризатор-анализатор, которые расположены друг за другом, так что их плоскости поляризации ПП и АА образуют угол  (рис. 5). Теперь на анализатор падает линейно поляризованный свет, электрический вектор_П, которого направлен вдоль линии ПП. Через анализатор пройдет линейно поляризованный свет электрический вектор _А, которого направлен вдоль линии АА. Модули амплитуд векторов _П и _А связаны соотношением Е_А = Е_Пcos². Так как интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды, т. е. J  E², то получим закон Малюса

J_А = J_Пcos² (1)

При падении естественного света, например, на поверхность одноосного кристалла, возникающие обыкновенный и необыкновенный лучи имеют одинаковую интенсивность, равную для каждого луча половине интенсивности падающего естественного света, т. е.

J₀ = J_e =1/2 J_eст.

На рис. 6 линия 00 представляет собой след главного сечения кристалла. Падающий луч перпендикулярен плоскости чертежа. Вектор падающего луча составляет некоторый угол  с плоскостью РР, в которой совершаются колебания вектора ₀ обыкновенного луча. Колебания вектора _е необыкновенного луча совершаются в плоскости главного сечения. Амплитуда вектора падающего луча =₀ + (рис. 6),

Рис. 6

где Е₀ = Еcos, E_e = Еsin. (2)

Так как интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды, т. е. J  E², то

J₀ = E²cos², J_e = E²sin², (3)

где J, J₀, J_e  интенсивности падающего, обыкновенного и необыкновенного лучей соответственно.Из (6) получаем (4)

Формула (4) также выражает закон Малюса.

3. Интерференция поляризованных лучей

Если, например, на одноосный кристалл падает естественный свет, то обыкновенный и необыкновенный лучи не когерентны. Однако при падении на такой кристалл линейнополяризованного света обыкновенный и необыкновенный лучи будут уже когерентными. Это обусловлено тем, что у всех световых цугов (групп волн), входящих в состав падающего света, плоскости поляризации ориентированы одинаково. Интерференция поляризованных лучей  явление, возникающее при сложении когерентных поляризованных световых волн. Наибольший контраст интерференционной картины наблюдается при наложении когерентных волн одного вида поляризации (линейной, круговой, эллиптической) с одинаковыми направлениями. Интерференцию поляризованных лучей можно наблюдать, например, при прохождении линейнополяризованного света через анизотропные среды.