41. Естественный и поляризованный свет. Линейно-поляризованный свет. Эллиптическая и циркулярная поляризация. Поляризаторы.

Естественный свет есть совокупность световых волн со всеми возможными направлениями колебаний, быстро и беспорядочно сменяющими друг друга.

ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ СВЕТ, световые волны, электромагнитные колебания которых распространяются только в одном направлении. ЕСТЕСТВЕННЫЙ СВЕТ распространяется во всех направлениях, перпендикулярных к направлению его движения.

Если направление вектора Е ( а соответственно и Н) не меняется, то световая волна называется линейно-поляризованной или плоско-поляризованной.

Если конец вектора Е за период описывает эллипс, то такая волна называется эллептически поляризованной. (Частный случай круговая поляризация ).

Поляриза́тор — вещество, позволяющее выделить из электро-магнитной волны (естественный свет является частным случаем) часть, обладающую желаемой поляризацией при пропускании его сквозь или отражении от поверхности, получая проекцию волны на плоскость поляризации.

42. Поляризация света при отражении и преломлении света на границе двух диэлектриков. Закон Брюстера.

Поляризация при отражении и преломлении света на границе двух

диэлектриков. Явление поляризации света , т.е. выделения световых волн с

определенной ориентацией электрического ( и магнитного ) вектора имеет

место и при отражении или преломлении света на границе двух изотропных

диелектриков.

Пусть параллельный пучок естественного света падает на стеклянное

зеркало. Отраженный свет исследуется при помощи турмалина. Поляризация

света, отраженного от диэлектрика, оказывается частичной. При изменении

угла наклона зеркала к лучу изменяется доля поляризованного света . При

определенном значении угла [pic](угол Брюстера) отраженный свет оказывается

полностью поляризованным. Величина этого угла полной поляризации зависит

от относительного показателя преломления n и определяется, как установил

Брюстер, соотношением

tg[pic]=n

Исследование показывает, что электрический вектор в отраженном свете

в случае полной поляризации колеблется перпендикулярно к плоскости падения.

Преломленный свет также частично поляризован и притом так, что

колебания происходят преимущественно в плоскости падения. При падении под

углом Брюстера поляризация преломленных лучей максимальная, но далеко не

полная (для обычного стекла она составляет около 15%).

Двойное лучепреломление и поляризация при прохождении через кристалл

исландского шпата. Если на кристалл исландского шпата ([pic]) падает узкий

пучок света, то, преломляясь, он дает два пучка несколько различного

направления. Если падающий пучок достаточно узок, а кристалл достаточно

толст, то из него выходят два пучка, параллельных первоначальному и вполне

разделенных пространственно. Один из лучей называют обыкновенным (о), а

другой – необыкновенным (е).

В кристалле исландского шпата существует одно направление , вдоль

которого оба преломленных луча распространяются не раздваиваясь и с одной

скоростью. Направление это принято называть оптической осью кристалла.

Плоскость , проходящая через оптическую ось и волновую нормаль

распространяющихся волн, носит название главной плоскости.

Пусть световой пучок нормально падает на естественную грань

кристалла. Из кристалла выйдут два луча , лежащие в главной плоскости и

параллельных падающему. Оба луча вполне поляризованны во

взаимоперпендикулярных направлениях. Колебания вектора обыкновенной волны

проходят перпендикулярно к главной плоскости, а необыкновенной – в главной

плоскости.

Закон Брюстера — закон оптики, выражающий связь показателя преломления с таким углом, при котором свет, отражённый от границы раздела, будет полностью поляризованным в плоскости, перпендикулярной плоскости падения, а преломлённый луч частично поляризуется в плоскости падения, причем поляризация преломленного луча достигает наибольшего значения. Легко установить, что в этом случае отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны. Соответствующий угол называется углом Брюстера.

Закон Брюстера: , где n₂₁ — показатель преломления второй среды относительно первой, θ_Br — угол падения (угол Брюстера).