46.Поляризація світла. Поляризоване світло.

Світло являє собою електромагнітні хвилі, які випромінюються атомами речовини, довжини хвиль яких укладено в інтервалі 10^-6 м … 10^-8 м. Довжини хвиль видимого світла укладено в інтервалі 3,9∙10^-7 м … 7,8∙10^-7 м. Хвильові властивості світла потверджуються явищами інтерференції й дифракції. Електромагнітні хвилі являють собою сукупність змінного електричного ймагнітного полів, що поширюються у вакуумі зі швидкістю 299792,46 ±0,02км/с (швидкість світла).

Вектори напруженостей електричного й магнітного полів Е та Н в електромагнітній хвилі є взаємоперпендикулярні, й обидва є перпендикулярні до вектора швидкості v поширення хвилі. Вектори Е, Н та v утворюють правогвинтову систему (рис. 3.1). Їхнє взаємне орієнтування визначається правилом правого гвинта. Якщо гвинт обертати від вектора Е до вектора Н в напрямку найменшого кута, то поступальний рух гвинта укаже напрямок вектора v. Оскільки вектори Е та Н коливаються в напрямку, перпендикулярному до вектора швидкості v, то електромагнітна хвиля є

поперечною.

Графік електромагнітної хвилі зображено на рис 3.2. Вектори Е та Н в електромагнітній рухомій хвилі коливаються в однакових фазах. Поперечність світлових хвиль потверджується явищем поляризації світла.

Що ж таке поляризоване й неполяризоване світло?

У хвилі, зображеній на рис. 3.2, вектор Е в кожній точці хвилі коливається вздовж однієї прямої. Вектори Е в різних точках хвилі лежать в одній площині, перпендикулярній до креслення. Світло, в якому вектор Е коливається в одній площині, називається плоскополяризованим. Подібну хвилю (цуг) випромінює окремий атом впродовж короткого часу (~10^-8 с). У наступному цузі, який випромінюється цим атомом, вектор Е може коливатися уже в іншій площині. У кожному тілі водночас випромінює величезна кількість атомів, причому у випромінюваннях різних атомів вектор Е коливається в різних площинах (але завжди Е ┴ v, Н ┴ v). У резуль туючій хвилі коливання різних напрямків швидко й безладно змінюють одне одного. Таке світло називається природним. Воно схарактеризовується

невпорядкованістю коливань.

47.Поляризація при відбитті та заломленні (закон Брюста).

Якщо пучок природного світла падає на межу розподілу двох діелектриків, то він частково відбивається, частково заломлюється. Обидва промені є частково поляризовані, у відбитому промені в загальному випадку вектор Е коливається у всіляких площинах. Але амплітуда вектора, який коливається перпендикулярно до площини падіння променя, є найбільша (рис. 3.10). У заломленому промені вектор Е з найбільшою амплітудою коливається в площині падіння. Амплітуди коливання вектора Е зображено в кружках.

Якщо змінювати кут па діння i променя, то за певного кута iБ відбитий промінь стане цілком поляризованим. У ньому вектор Е буде коливатися лише в площині, перпендикулярній до площини

падіння. Заломлений промінь залишається й у цьому разі частково поляризованим. Кут падіння iБ, за якого відбитий промінь буде цілком поляризований, визначається за законом Брюстера, який полягає в такому: тангенс кута падіння, за якого відбитий промінь є максимально поляризований,

дорівнює показникові заломлення другого середовища стосовно першого.

(3)

де n₁ – абсолютний показник заломлення першого середовища; n₂ – абсолютний показник заломлення другого середовища.

Із закону Брюстера випливає, що за повного поляризування відбитого променя заломлений і відбитий промені є взаємоперпендикулярні.

Отже: , де r – кут заломлення.