11Поляризация света. Естественный и поляризованный свет.

Электромагн волны излуч возбужденными атомами в-ва , а именно колеблющ электр зарядами в атомах. Электромагн волна представл собой периодич измен электромагн волну(описываемую колебанием вектора Е- напряж-ть поля) и периодич измен магн поля(характериз-ся колебанием вектора Н). световую волну характериз одним вектором Е, получивш название светового вектора. Интенсивность излучения отдельного атома столь мала, что невозможно зафиксиров никаким прибором. В действительности имеем излучение источника, состоящ из множества атомов. Волны от всех атомом наклад и образ результир волну. В результир волне плоскости в котор соверш колебания Е направлены самым различн способом т.е направления плоскостей колебания равновероятны. Свет назыв естественным если колебания вектора Е – напряженности эл поля происходят во всех направлениях, ⊥ к лучу. Интенсивность излучения каждого атома в среднем одинакова, то амплитуды колебаний вектора Е одинак по всем направлениям в естеств свете.

Если колебания вектора Е некотор образом упорядочены т.е в одних плоскслях усилены а в др ославлены то такой свет назыв поляризованным. Различ полностью поляризов и частично поляризов свет. Свет будет полностью поляризован если колебания Е соверш в обной и только в 1 плоскости.

Плоскополяризов свет, отличащийся направлением колебаний Е

- частично поляризов свет в котором амплитуды колебаний в разных направлениях различны.

Если конец вектора Е описыв эллипс, то назыв эллиптически поляризов свет.

Методы получения поляризованного света

Одним из способов получения поляризов света будет прохождение света через тонкие пластинки некотор веществ( кварц, турмалин и т.д) при прохождении света через эти в-ва многие направления колебаний вектора Е исчез за счет поглащения волн с этим направлением колебаний Е. приборы в данном случае пластинки из турмалина и кварца, поляризующ свет получили название поляризаторов. На пути света поставим 2 турмалинов пластинки одна из них 1- поляризует свет( поляризатор), а 2- анализирует свет, опред в какой плоскости соверш колебания в поляризов света.

Если анализатор || поляризатору, то из анализатора выйдут колебания не оставляя интенсивности света. Если анализатор ⊥ поляризатору то интенсивность света, вышедшего из анализатора=0.

Рассмотрим случай когда анализатор и поляризатор скрещены под некотор углом т.е анализатор повернут относительно поляризатора на некотор угол φ.

Разложим вектор Е на 2 составл вектора, 1 из них || плоскости пропускания анализатора, а 2 ⊥ плоскости. Такое расположение векторов соотв расположен волны, падающей на анализатор, на 2, поляризованных во взаимно ⊥ плоскостях. Волна в которой происход колебания не проходит ерез анализатор. Через анализатор проходит волна с колебаниями . из чертежа выразим

=Еcosφ , (1)

Как известно интенсивность света пропорц. Квадрату амплитуды I , возведем в квадрат (1). – закон Малюса

Интенсивность света, вышедшего из анализатора, равна интенсивности света, прошедшего через поляризатор, умноженной на угла между плоскостями поляризации анализатора и поляризатора. Плоскость , в которой соверш колебания вектора напряж-ти Е назыв плоскостью поляризации. Полученная формула закона Малюса для идеального случая, когда не учитыв потерями интенсивности энергии при отражении и поглащении света анализатором и поляризатором. Если анализатор поглащает К% света, то из анализатора выйдет только ( 1-К) в частях) .

При поляризации света при пропускании сквозь опред в-ва . эти в-ва должны облад анизотропией по отнош к электрич колебаниям. Таким св-ми и облад турмалинов и кварцевые пластинки. Но свет можно поляризовывать и при отражении его от изотропных диэлектрич сред( эбонит, стекло и.т .д ) при отражении света от этих сред получаем частично поляризованный свет. В отраж свете соверш колебания вектора Е преимущественно в плоскости ⊥к плоскости падения ( ) , а в преломленном луче колебания Е соверш в плосксти падения (

Степень поляризации света Р показывает, какая часть светового потока от естественного света поляризовалась и находится: Р= с увеличением угла падения степень плляризации увеличивается и при некотором угле, названн углом Брюстера - отраженн луч мах поляризован. Брюстером установлено , угла мах поляризации = относит показателю преломления преломляющей среды(диалектрика) по отношению к той среде, где наход этот диалектрик. Так если поляризация идет на стеклянн пластинке котор располож в воздухе, то

при угле Брюстера угол между отраж и преломл лучами (90 ). Покажем это . С одной стороны

с др стороны получаем что

Sin( отсюда ,

Двойное лучепреломление

При прохождении света через некоторые в-ва обладающ анизотропией и не облад центр симметрией, он распадается на 2 луча на 2 волны . 1 из этих лучей назыв обыкновенным т.е дает обыкновенный свет, который подчин обычным законам геометр оптики. Луч преломленный, падающий и нормаль к пов-ти лежат в 1 плоскости и – показатель преломления не зависит от угла падения. увеличение угла падения приводит к увеличению угла преломления, но так что остается величиной потоянной. Второй луч получил название необыкновенного. Этот луч не подчин законам геометр оптики т.е выходит в другой плоскости по отнош к обычному лучу. Причем показатель преломления необыкнов луча , (

= =

О- обыкнов луч ; е- необыкнов луч. О- обыкновенный, е- необыкновенный поляризованы во взаимно ⊥-х плоскостях.

Призма николя наиб распростр поляризатором явл призма Николя. Эта призма изготовлена из иссландского шпата расположена по диагонали и склеена канадским бальзамом, разновидность смолы канадской пихты. Естественный свет попадая на призму испытывает двойное лучепреломление углы у призмы подобраны так, что обыкнов луч испытыв на границе склейки полное внутр отражение и из призмы Николя выход необыкнов луч = если учесть поглащение света призмой то