Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера
ЛЕКЦИЯ 8
ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА (продолжение)
Закон Малюса
Плоскополяризованный свет можно получить из естественного с помощью приборов, называемых поляризаторами. Эти приборы свободно пропускают колебания, параллельные плоскости,которая называется плоскостью пропускания поляризатора, и полностью или частично задерживают колебания, перпендикулярные к этой плоскости.
Рис.7-2
Свет, в котором колебания одного направления преобладают над колебаниями других направлений называется частично поляризованным. Его можно рассматривать как смесь естественного и плоскополяризованного. Такой свет получается при прохождении через стеклянную пластинку, или при отражении от нее.
Частично поляризованный свет, как и естественный, можно представить в виде наложения двух некогерентных плоскополяризованных волн с взаимно перпендикулярными плоскостями колебаний. Отличие заключается в том, что в случае естественного света интенсивность этих волн одинакова, а в случае частично поляризованного – разная.
7. Если пропустить частично поляризованный свет через поляризатор, то при вращении прибора вокруг направления луча интенсивность прошедшего света будет изменяться в пределах от Imах до Imin. Причем переход от одного из этих значений к другому будет совершаться при повороте на угол, равный π/2 (за один полный поворот два раза будет достигаться максимальное и два раза минимальное значение интенсивности). Выражение
(7-3)
называется степенью поляризации. Для плоскополяризованного света Imin =0 и Р=1; для естественного света Imах=Imin и Р=0.
К эллиптически-поляризованному свету понятие степени поляризации не применимо (у такого света колебания полностью упорядочены).
8. Пусть на поляризатор падает плоскополяризованный свет с амплитудлй А0 и интенсивностью I0 (рис. 7-3). Сквозь прибор пройдет составляющая колебания с амплитудой A=A0 cosφ, где φ – угол между плоскостью колебаний падающего света и плоскостью поляризатора. Следовательно, интенсивность прошедшего света I определяется выражением
(7-4)
Соотношение (7-4) носит название закона Малюса.
Рис.7-3
Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера.
Обозначим через θБр угол, удовлетворяющий условию
(7-6)
(n12– показатель преломления второй среды относительно первой). При угле падения θ1= θБр,отраженный луч полностью поляризован.Он содержит только колебания, перпендикулярные к плоскости падения; степень поляризации преломленного луча при угле падения, равном θБр, достигает наибольшего значения, однако этот луч остается поляризованным только частично.
Соотношение (7-6) носит название закона Брюстера, а угол θБр называют углом Брюстера. При падении света под углом Брюстера отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны.
Рис.7-4