Прохождение света через два поляризатора

Пусть пучок естественного света проходит через два поляризатора, плоскости пропускания которых расположены под некоторым углом друг к другу. Представим пучок естественного света в виде двух пучков (рис. 3.4). Пусть в первом колебания светового вектора параллельны плоскости пропускания поляризатора П–П, и этот луч пройдет в идеальном случае без ослабления. Во втором пучке световые векторы перпендикулярны плоскости пропускания, и он полностью гасится. Таким образом, вышедший из поляризатора луч является плоско поляризованным, а его интенсивность равна половине интенсивности падающего на поляризатор естественного света: .

Пусть далее пучок поляризованного света падает на второй поляризатор, который называют анализатором. Через него пройдет только та составляющая, в которой световой вектор параллелен плоскости пропускания: Е _ан = Е _пол cos a. Известно, что интенсивность света пропорциональна квадрату светового вектора. Поэтому

I_ан = I_пол cos ² a. 3.2

Это закон Малюса: интенсивность поляризованного света, прошедшего анализатор пропорциональна квадрату косинуса угла между плоскостью колебаний светового вектора в падающем поляризованном свете и плоскостью пропускания анализатора.

Если на анализатор падает плоско поляризованный свет, то при

П

П

повороте плоскости пропускания вокруг луча на угол от 0 до 90^о интенсивность вышедшего света будет изменяться от максимального значения до нуля. Если свет поляризован частично, то есть представляет смесь естественного и поляризованного света, то интенсивность прошедшего через анализатор света будет меняться от максимального значения до минимального. Если падает естественный свет, то интенсивность вышедшего света уменьшается в два раза и не меняется при повороте плоскости пропускания поляризатора.

Степень поляризации света

Степень поляризации является характеристикой пучка света и равна отношению интенсивности компоненты, в которой свет поляризован полностью, к общей интенсивности света: . Пусть при повороте плоскости пропускания анализатора интенсивность достигла максимального значения. Она равна сумме интенсивности поляризованной компоненты и половине интенсивности естественной компоненты: . А если достигла минимального значения, то проходит только половина естественной компоненты: . Как видно, разность максимальной и минимальной интенсивностей оказывается равна интенсивности поляризованной компоненты, а их сумма дает общую интенсивность. Подставив в формулу определения степени поляризации, получим

. (5)