13 Поляризация при отражении и преломлении света.

Угол Брюстера

Если угол падения света на границу раздела двух прозрачных диэлектриков (например, на поверхность стеклянной пластинки) отличен от нуля, то отраженный и преломленный лучи оказываются частично поляризованными. В отраженном луче преобладают колебания, перпендикулярные к плоскости падения (плоскость рисунка). В преломленном луче - колебания, параллельные плоскости падения. Поляризацию объясняет электромагнитная теория Максвелла.

Закон Брюстера: Отраженный свет полностью линейно поляризован при угле падения  _Бр , удовлетворяющем условию

tg _Бр=n₂/n₁ 

При этом преломленный свет поляризован не полностью и угол между отраженным и преломленным лучами равен 90°.

14 Двойное лучепреломление. Одноосные кристаллы

В большинстве кристаллов наблюдается двойное лучепреломление - падающий луч раздваивается в кристалле на два преломленных луча. Один из лучей, который подчиняется закону преломления, называется обыкновенным. Другой луч не следует из закона преломления, его называют необыкновенным лучом. Обыкновенный и необыкновенный лучи поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях, они имеют различные скорости распространения и, следовательно, различные показатели преломления. Двойное лучепреломление объясняется оптической анизотропией вещества.

Одноосные кристаллы, кристаллы, для которых характерно двойное лучепреломление при всех направлениях падающего на них света, кроме одного (это направление называется оптической осью кристалла).

15 Вращение плоскости поляризации

Некоторые вещества (сахар, киноварь, водный раствор сахара), называемые оптически активными, обладают способностью вращать плоскость поляризации.

Угол поворота плоскости поляризации для оптически активных кристаллов и чистых жидкостей

φ = αd

для оптически активных растворов

φ = [α] C d

 где d - расстояние, пройденное светом в оптически активном веществе, 

 ([]) - удельное вращение, численно равное углу поворота плоскости поляризации света слоем оптически активного вещества единичной толщины (единичной концентрации - для растворов),

С - массовая концентрация оптически активного вещества в растворе, кг/м³.

Удельное вращение зависит от природы вещества, температуры и длины волны света в вакууме.

Оптически активные вещества в зависимости от направления вращения плоскости поляризации разделяются на право- и левовращающие. В первом случае плоскость поляризации, если смотреть навстречу лучу, вращается вправо (по часовой стрелке), во втором - влево (против часовой стрелки). Согласно теории Френеля, скорость распространения света в оптически активных веществах различна для лучей, поляризованных по кругу вправо и влево.

16 Поглощение света. Закон Бутера

Поглощение света - уменьшение интенсивности оптического излучения. В веществе поглощение света связано с преобразованием энергии электромагнитного поля волны в тепловую энергию вещества. Закон поглощения света (закон Бугера) имеет вид:

I=I₀ exp(-ax), (1)

где I₀, I -интенсивности света на входе (х=0) и выходе из слоя среды толщины х,

 a-коэффициент поглощения, он зависит от l.

Для диэлектриков a=10^-1¸ 10^-5 м^-1 , для металлов a=10⁵¸ 10⁷ м^-1, поэтому металлы непрозрачны для света.

Зависимостью a (l ) объясняется окрашенность поглощающих тел. Например, стекло, слабо поглощающее красный свет, при освещении белым светом будет казаться красным.