Естественный свет и различные типы поляризованного света

Рис. 5.24

луч

Свет – это поперечные электромагнитные волны, в которых колебания векторов напряженности электрического и магнитного полей происходят перпендикулярно направлению распространения волны. Вместе с тем световые волны не обнаруживают ассиметрии относительно направле- ния распространения, так как они слагаются из множества цугов волн, испускаемых отдельными атомами светящегося тела. Плоскость колебаний светового вектора для каждого цуга ориентирована случайный образом. Поэтому в результирую- щей волне колебания различных направлений представлены с равной вероятностью, такой свет называется естественным (рис. 5.24).

Свет, в котором колебания каким-либо образом упорядочены, называется поляризованным.

Если колебания светового вектора происходят только в одной плоскости, свет называется плоско - поляризованным. Плоскость в которой колеблется световой вектор называется плоскостью колебаний, а перпендикулярная к ней плоскость, в которой колеблется вектор , называется плоскостью поляризации.

Свет, в котором колебания одного направления преобла- дают над колебаниями других направлений, называется частично - поляризованным. Такой свет можно рассмат- ривать как смесь естественного и плоскополяризованного. Если пропустить частично поляризованный свет через поляризатор, то при вращении прибора вокруг направления луча, интенсивность прошедшего света будет изменяться от I_max до I_min , причём переход от одного из этих значений к другому будет совершаться при повороте на угол . За один полный оборот два раза будет достигаться максимальное и два раза минимальное значение интенсивности.

Степенью поляризации называют выражение

. (5.54)

Для плоскополяризованного света I_min=0 и P=1, для естествен- ного света и Р = 0.

Плоскополяризованный свет можно получить из естественного с помощью прибора, называемого поляриза- тором. Он пропускает колебания, параллельные плоскости поляризатора, и полностью задерживает колебания, перпендикулярные этой плоскости.

Пусть на поляризатор падает плоскополяризованнный свет амплитуды и интенсивности (рис.5.25). Сквозь прибор пройдет составляющая колебания с амплитудой

, (5.55)

где - угол между плоскостью колебаний и плоскостью поляризатора.

Следовательно интенсивность света , вышедшего из анализатора, пропорциональна квадрату амплитуды и определяется выражением

Рис.5.25

плоскость поляризатора

, (5.56)

которое называется законом Малюса.

Если на поляризатор падает естественный свет, то все значения являются равновероятными. Поэтому доля света, проходящего через поляризатор, будет равна среднему значению , т. е. равна 1/2.

.