Поляризация света биосистемами.

Свет естественный и поляризованный.

В поперечной волне (в механической - частиц вещества, а в электромагнитной - векторов напряженности поля) колебания могут происходить в любых направлениях, лежащих в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. Если направления колебаний при этом беспорядочно меняются, но амплитуды их во всех направлениях одинаковы, то такая волна называется естественной.

Вектор Е напряженности электрической составляющей поля называют световым вектором волны, а плоскость его колебаний - плоскостью колебаний волны.

Естественный свет - это совокупность электромагнитных волн со всевозможными равновероятными направлениями световых векторов (Е), перпендикулярных направлению распространению света.

Рис. 1(а)показывает графическое изображение луча естественного света. Если колебания происходят только в одной постоянной плоскости (рис. 1, в), то такая волна называется линейно поляризованной (слово «линейно» может пропускаться). Если колебания происходят в различных плоскостях, но в определенных плоскостях амплитуды колебаний больше, чем в других (рис. 1, б), то такая волна называется частично поляризованной.

Рисунок 1. Виды волн по степени поляризации: а - естественная (неполяризованная), б - частично поляризованная, в - линейно поляризованная (колебания происходят в одной плоскости).

Естественный свет представляет собой совокупность огромного числа единичных электромагнитных волн, испущенных различными атомами в различные моменты времени в различных плоскостях.

Можно считать, что в единичном акте излучения электрон в атоме испускает плоскополяризованную световую волну, т. е. волну, в которой колебания светового вектора происходят в одной плоскости. Поскольку один акт излучения продолжается в течение ~10^-8 сек, при этом образуется группа волн протяженностью около 3 м. Затем атом излучает новую группу волн, направление и фаза светового вектора которого не связаны с предыдущей группой.

Световая волна, излучаемая телом в целом, образуется в результате сложения волн, излучаемых множеством атомов с различной и беспорядочно меняющейся во времени ориентировкой световых векторов. Соответственно меняется и направление светового вектора результирующей волны. При этом все направления для светового вектора равноценны, т. е. волна является естественной, или неполяризованной. Все естественные источники света излучают неполяризованный свет.

В естественных условиях могут встречаться все виды волн. Искусственную поляризацию волны можно осуществить, пропуская ее через особое устройство (зависящее от природы волны), называемое поляризатором волны.