РЕФЕРАТ

 

на тему:”Поляризація світла”

План

 

1. Природне і поляризоване світло

2. Поляризація світла при відбиванні. Закони Брюстера й Малюса

3. Подвійне променезаломлення. Звичайний і незвичайний промені. Призма Ніколя

4. Штучна оптична анізотропія. Обертання площини поляризації

1. Природне і поляризоване світло

 

В світлових хвилях вектори напруженості електричного поля  і магнітного поля  взаємно перпендикулярні і коливаються перпендикулярно до напрямку поширення вектора швидкості . Тому для повного опису стану поляризації світлового пучка необхідно знати поведінку лише одного з векторів. Таким вектором є світловий вектор – вектор напруженості  електричного поля. При дії світла на речовину дія електричної складової напруженості поля  перевищує дію магнітної складової  наближено в 100 разів.

Світлове випромінювання є сумарним електромагнітним випромінюванням величезної кількості атомів. Атоми випромінюють світлові хвилі незалежно один від одного, тому світлова хвиля, яка випромінюється тілом, характеризується різними напрямками коливання світлового вектора  (рис.1). В даному випадку рівномірний розподіл в просторі векторів  пояснюється великою кількістю атомарних випромінювачів, а рівність амплітуд  – однаковою середньою інтенсивністю випромінювання кожного з атомів.

Рис. 1

Розглянемо дві взаємно перпендикулярні монохроматичні хвилі, які поширюються вздовж додатного напрямку осі ОХ,

 

де  - циклічна частота, – хвильове число, Е1, Е2 – амплітуди  і , – спільна різниця фаз коливань  і .

Щоб знайти траєкторію результуючого коливання світлового вектора при додаванні двох взаємно перпендикулярних коливань, визначимо  з рівняння для :

=, (2)

тоді

 (3)

Оскільки

то

                                                                                         

Піднесемо до квадрату рівняння (4), одержимо:

 (4)

Отримане співвідношення (4) є рівнянням еліпса, довільно орієнтованого відносно осей ОУ і OZ. Отже, кінець вектора  в кожній точці поля описує еліпс, який лежить у площині, перпендикулярній до осі ОХ. Така хвиля називається еліптично поляризованою.

Якщо  де (m= 0,1,2,…), то отримуємо рівняння еліпса, орієнтованого відносно осей ОХ і OY:

 (5)

Схематично на рис.2 зображено еліптично поляризовану хвилю.

При  еліпс перетворюється в коло. Така хвиля називається поляризованою по колу.

 

Рис.2

Якщо внаслідок яких-небудь зовнішніх впливів появляється переважаючий напрямок коливань вектора , то світло частково поляризоване.

Площина, в якій відбувається коливання вектора , називається площиною поляризації.

За міру ступеня поляризації приймають вираз

 (6)

де і - відповідно, максимальна і мінімальна інтенсивність світла, що відповідають двом перпендикулярним компонентам вектора .

Для природного світла = і P=0. Для плоскополяризованого - =0 і P=1. Для еліптично поляризованого світла поняття ступеня поляризації не застосовується (у такого світла коливання повністю впорядковані).

Плоскополяризоване світло можна отримати з природного за допомогою приладів, які називаються поляризаторами. Ці прилади вільно пропускають коливання, паралельні до площини поляризації, яка називається головною площиною, і повністю або частково затримують коливання, які перпендикулярні цій площині. ............