45. Рассеяние света. Индикатриса рассеяния.

Рассеяние света — рассеяние электромагнитных волн видимого

диапазона при их взаимодействии с веществом. При этом происходит

изменение пространственного распределения, частоты, поляризации 

оптического излучения, хотя часто под рассеянием понимается только

преобразование углового распределения светового потока.

Пусть   и   — частоты падающего и рассеянного света. Тогда

Если   — упругое рассеяние

Если   — неупругое рассеяние

Дифракция света может происходить в оптически неоднородной среде, например

в мутной среде(дым, туман, запыленный воздух и т.п.). Дифрагируя на

неоднородностях среды, световые волны создают дифракционную картину,

характеризующуюся довольно равномерным распределением интенсивности по

всем направлениям.Такую дифракцию на мелких неоднородностях называют 

рассеянием света.

Это явление наблюдается, если узкий пучок солнечных лучей проходит через

запыленный воздух, рассеивается на пылинках и становится видимым.

РАССЕЯНИЕ СВЕТА - рассеяние волн оптич. диапазона,

заключающееся в изменении пространственного распределения,

частоты, поляризации оптич. излучения при его взаимодействии

с веществом. 

Рассеяние света зависит от частоты света, размера рассеивающих частиц.

Рассеянием солнечного света на молекулах воздуха объясняется голубой

цвет неба, а рассеянием на частицах пыли и водяных парах - яркие зори при

восходе и заходе Солнца.

Индикатриса в оптике, векторная диаграмма, изображающая

зависимость характеристик светового поля (яркости, поляризации)

или оптических характеристик среды (показателей преломления,

отражательной способности) от направления. Частным случаем

Индикатриса (в оптике) является индикатриса рассеяния,

изображающая зависимость интенсивности рассеянного света от угла

рассеяния при условии, что падающий свет не поляризован, и

оптическая индикатриса в кристаллооптике. Для оптически изотропных

сред оптическая Индикатриса (в оптике) — сфера. У кристаллов 

тригональной, гексагональной и тетрагональной сингонии оптическая 

Индикатриса (в оптике) — эллипсоид вращения. У кристаллов 

ромбической, моноклинной и триклинной сингонии — трёхосный

эллипсоид Индикатриса (в оптике) пользуются в тех случаях, когда аналитические

выражения соответствующих угловых зависимостей сложны или неизвестны,

а также при систематизации экспериментальных данных. 

46.Поляризованный и естественный свет.

Виды поляризации. Закон Малюса.

Согласно электро-магнитной теории Максвела, световые волны

поперечны и происходят перпедикулярно направлению распространения

волны. Из моментального снимка электро-магнитные волны =>,

что колебания вектора E вдоль волны распространяются в одной

плоскости ZOX. Это плоскость – плоскость колебаний. Перпендикулярная

ей плоскость XOY, в которой колеблются векторы H, условно называют

плоскостью поляризации. В естественной волне, испускаемой естественными

излучателями, колебания векторов E и H происходят вдоль всех возможных

направлений, перпендикулярных направлению распространения волны. Свет,

в котором колебания вектора E происходит с одинаковой вероятностью вдоль

всех направлений, перпендикулярных направлению распространения,

называется естественным. Свет называется частично поляризованным,

если векторы E колеблются вдоль всех направлений, но одно направление

является преимущественным. Свет называется плоскополяризованным,

если колебания вектора E происходит в одном направлении. Т.о. явление

поляризации света – процесс выделения световых волн с одинаковой

ориентацией вектора Е.

Поляриза́ция волн — явление нарушения симметрии распределения возмущений

в поперечной волне (например, напряжённостей электрического или магнитного полей

в электромагнитных волнах) относительно направления её распространения. В 

продольнойволне поляризация возникнуть не может, так как возмущения в этом

типе волн всегда совпадают с направлением распространения

линейная — колебания возмущения происходит в какой-то однойплоскости.

В таком случае говорят о «плоско-поляризованнойволне»;

круговая — конец вектора амплитуды описывает окружность в плоскости колебаний.

В зависимости от направления вращения вектора может быть правой или левой.

Естественный свет - это свет, в котором колебания вектора напряженности Е электрического

поля происходят по всевозможным направлениям в плоскости, перпендикулярной направлению

распространения (к лучу).

Плоскополяризованный свет - это свет, в котором колебания вектора Е происходят только в

одном направлении, перпендикулярном лучу.

Частично поляризованный свет - это свет, в котором колебания в каком-либо направлении ослаблены.

Закон Малюса — физический закон, выражающий зависимость интенсивности

линейно-поляризованного света после его прохождения через поляризатор от угла Фи между

плоскостями поляризации падающего света и поляризатора.

где I₀ — интенсивность падающего на поляризатор света, I — интенсивность света,

выходящего из поляризатора, k_a — коэффициент прозрачности поляризатора.

 Естественный свет можно рассматривать как совокупность световых волн со всевозможными

направлениями колебаний световых векторов, следовательно, векторная сумма световых векторов

у естественного света равна нулю.

   Определение:   Поляризованным называется свет, в котором направления колебаний световых

векторов упорядочены каким, либо образом.