Естественный и поляризованный свет.

Электромагнитная световая волна называется естественной (неполяризованной), если направление колебаний векторов E и B в этой волне могут лежать в любых плоскостях, перпендикулярных к вектору скорости распространения волны. Естественная световая волна(неполяризованная) называется естественным светом.
Электромагнитная световая волна называется плоскополяризованной, если направление колебаний векторов E и B в этой волне строго фиксированы и лежат в определённых плоскостях. Плоскополяризованная световая волна называется поляризованным светом.

Плоскость поляризации. Степень поляризации.

Плоскость поляризации, это плоскость, проходящая через направление распространения линейно поляризованной электромагнитной волны и направление колебаний электрического вектора этой волны.

Степенью поляризации частичного поляризованного света называется величина

.

При идеальном поляризаторе I_min = 0 и P = 1, свет плоскополяризован.

Закон Малюса.

Поставим на пути естественного света два поляроида, оси пропускания которых развернуты друг относительно друга на угол φ.

Вектор световой волны после первого поляроида будет параллелен PP. Этот поляроид называют поляризатором, т.к. после него естественный свет стал поляризованным.

После второго поляроида останется лишь вектор , параллельный P'P' его оси пропускания:

.

Т.к. интенсивность света I ~ E², то, после второго поляроида интенсивность будет

.

где I_I - интенсивность перед вторым поляроидом. Полученное соотношение между интенсивностями носит название закона Малюса.

Если I_I выразить через I₀, то закон Малюса примет вид:

.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Закон Малюса - физический закон, согласно которому интенсивность световой волны, прошедшей анализатор, пропорциональна квадрату косинуса угла между плоскость поляризации световой волны и плоскостью пропускания анализатора.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

интенсивность линейно поляризованного света после прохождения анализатора уменьшается пропорционально cos ?, где ? - угол, образованный плоскостями поляризации света и прибора. Установлен Э. Л. Малюсом в 1810 г.

Анализаторы и поляризаторы.

Поляризатор, устройство для получения полностью или (реже) частично поляризованного оптического излучения из излучения с произвольными поляризационными характеристиками (см. Поляризация света). Простейший поляризационный прибор и один из основных элементов более сложных таких приборов. Линейные П., дающие плоскополяризованный свет, - либо оптически анизотропные поляризационные призмы и поляроиды, либо оптические стопы изотропных пластинок, прозрачных в нужной области спектра. В качестве циркулярного П. для получения света, поляризованного по кругу, обычно применяют совокупность линейного П. и пластинки четверть длины волны (см. Компенсатор оптический). Любой П. может быть использован и как анализатор поляризованного излучения. См. также Поляризационные приборы.

Поляризатор - устройство, которое служит для преобразования естественного света в поляризованный.

Анализатор - устройство позволяющее определить плоскость поляризации.

Закон Брюстера.

Луч, падающий под определенным углом к отражающей поверхности, при отражении полностью поляризуется в плоскости, параллельной этой поверхности.

Закон Брюстера описывает линейную поляризацию света при отражении луча от поверхности. Согласно этому закону, при определенном угле падения свет полностью поляризуется параллельно отражающей поверхности, и величина этого угла зависит от свойств отражающего вещества. Угол падения, при котором происходит полная поляризация отраженного и преломленного света, называется углом Брюстера, и его тангенс равен коэффициенту преломления.-

Двойное лучепреломление.

Как уже упоминалось в, закон преломления может не выполняться в анизотропных средах. Действительно, этот закон утверждает, что:

, где n₁ и n₂ - постоянные для данных веществ величины.

Но

где E₀ - напряженность электрического поля в вакууме, а E - в веществе. Поле в веществе E < E₀, т.к. диэлектрик поляризуется и создает поле E', направленное навстречу E₀. В свою очередь поле E' пропорционально вектору поляризации, а величина вектора пропорциональна сумме дипольных моментов молекул. Дипольный же момент √ это произведение заряда q на расстояние между зарядами r. Если молекула несимметрична, то величина ее дипольного момента зависит от ее ориентации относительно вектора напряженности электрического поля. Следовательно, показатель преломления n будет зависеть от направления вектора световой волны. В этом и состоит нарушение закона преломления.