2.4.Наблюдение поляризованного света. Закон Малю (Малюса).

2.4. Наблюдение поляризованного света. Закон Малю (Малюса).

Поляризатор – любое устройство, превращающее естественный свет в поляризованный.

Бипризма Николя (николь) – поляризатор, состоящий из двух призм из исландского шпата (прозрачный минерал).

Обыкновенный луч («о») – no = 1,658. Необыкновенный луч («e») – ne = 1,486. Канадский бальзам – nб = 1,550.

Обыкновенный луч испытывает полное внутреннее отражение. Необыкновенный луч проходит «вперёд».

Результат – проходящий «необыкновенный луч» плоско поляризован.

2.4. Наблюдение поляризованного света. Закон Малю.

Объяснение. Важное свойство кристалла – анизотропия свойств, в

том числе – анизотропия диэлектрической проницаемости.

x y z .

1. Анизотропия диэлектрической проницаемости приводит к различию скорости ЭМВ в различных направлениях.

2. Магнитная проницаемость прозрачных сред всегда близка к единице. Поэтому увеличение диэлектрической проницаемости приводит к уменьшению напряжённости электрического поля в отдельных направлениях.

Рассмотрим процесс прохождения неполяризованной волны через анизотропную среду.

2.4. Наблюдение поляризованного света. Закон Малю (Малюса).

При прохождении через анизотропную среду естественный свет становится в значительной степени поляризованным. Так устроены плёночные поляризаторы.

Кроме естественной анизотропии кристаллов можно создать анизотропию искусственно, например, под воздействием внешнего электрического поля. Подробнее мы рассмотрим это в разделе об

эффекте Керра.

2.4. Наблюдение поляризованного света. Закон Малю (Малюса).

1. Луч падает на S1 под углом Брюстера

и отражается полностью поляризован- ным.

2. Если пластинка S2 параллельна S1, то

лу отражается от неё, оставаясь полностью поляризованным.

3. Если пластинку S2, не меняя её

наклона по отношению к лучу, вращать вокруг этого луча, как вокруг оси, то интенсивность света будет меняться и при некотором угле поворота

2.4. Наблюдение поляризованного света. Закон Малю (Малюса).

Интенсивность света пропорциональна квадрату напряжённости электрического поля. Рассмотрим, как меняется напряжённость поля волны при прохождении поляризатора.

так как до и после поляризатора среда одна и та же;

I1 I0 E12 . E02

Пусть плоскость поляризации, создаваемой поляризатором, совпадает с осью OZ и перпендикулярно плоскости рисунка, а поляризация света показана стрелкой. Составляющая вектора напряжённости, параллельная оси OY, через поляризатор не проходит, поэтому

2.4. Наблюдение поляризованного света. Закон Малю (Малюса).

E1 E0 cos .

Эта формула показывает, как изменяется интенсивность линейно

поляризованного света при прохождении поляризатора.

Как изменится интенсивность естественного света при прохождении поляризатора?

Естественный свет содержит волны всех возможных поляризаций (см.рис.). Если AB

– плоскость поляризации поляризатора, то «на выходе» поляризатора содержатся волны одной поляризации.

2.4. Наблюдение поляризованного света. Изменение интенсивности естественного света.

Волна «на выходе» содержит вклады от волн всех поляризаций естественного света.

2.5.Искусственная

анизотропия. Эффект Керра.