ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА
advertisement
ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА Поляризация света • Вектор напряженности электрического поля называется световым вектором. • Плоскость, в которой колеблется вектор E , называется плоскостью колебаний. • Плоскостью поляризации называется плоскость, перпендикулярная к плоскости колебаний. Поляризация света • Поляризованным называется свет, в котором направления колебаний светового вектора упорядочены каким-либо образом. • Если колебания светового вектора совершаются в определенном направлении – волна называется плоскополяризованной. • Волна поляризована по кругу, если плоскость колебаний поворачивается вокруг направления луча с постоянной скоростью , равной частоте колебаний. Плоскополяризованный свет E x A1 cost E y A2 cost При условии 0 или вектор E совершает колебания в определенном направлении Элептически поляризованный свет Две когерентные плоскополяризованные световые волны, плоскости колебаний которых взаимно перпендикулярны, при наложении в общем случае дают эллиптически – поляризованную световую волну Эллипс превращается в окружность, при условии 2 и A1 A2 Круговая поляризация • Из естественного света можно получить поляризованный с помощью поляризатора, который пропускает колебания, параллельные плоскости, которую называют плоскостью поляризатора. • Частично поляризованный свет (несовершенный поляризатор) можно рассматривать как смесь естественного и плоскополяризованного. • Если частично поляризованный свет пропустить через поляризатор, то I будет изменятся от I max до I min при повороте поляризатора вокруг луча на угол 2 I max I min P I max I min Р - степень поляризации. Для плоскополяризованного света Р=1 , для естественного Р=0. ЗАКОН МАЛЮСА Если на поляризатор падает плоскополяризованный свет, то через прибор пройдет составляющая колебания с амплитудой A A1 cos - угол между плоскостью колебаний света и E" E cos . плоскостью поляризатора. Интенсивность I ~ A2 , поэтому I I 0 cos 2 При падении естественного света на систему из двух поляризаторов 1 I I ест. cos2 2 Закон Малюса На второй поляризатор падает плоскополяризованный свет Закон Малюса Прохождение света через два поляризатора Закон Брюстера Свет падает на границу раздела двух диэлектриков. В отраженном луче – преобладают колебания, перпендикулярные плоскости падения, в преломленном – колебания, параллельные плоскости падения. Закон Брюстера tg Б n21 При падении под углом Брюстера, угол между отраженным и преломленным лучами равен 2 Отраженный луч полностью поляризован. Степень поляризации преломленного луча в плоскости падения достигает наибольшего значения, однако этот луч остается поляризованным только частично. Поляризация при двойном лучепреломлении При прохождении света через все прозрачные кристаллы (за исключением кубической структуры) наблюдается двойное лучепреломление – падающий на кристалл луч распределяется внутри кристалла на два луча, распространяющиеся в одном случае с разными скоростями и в различных направлениях. Кристаллы, обладающие двойным лучепреломлением, делятся на одноосные и двуосные. У одноосных кристаллов один луч – обыкновенный, другой – необыкновенный (не подчиняющийся закону преломления геометрической оптики и не лежит в одной плоскости с падающим лучом и нормалью к поверхности) Двойное лучепреломление Одноосный кристалл Двойное лучепреломление У одноосных кристаллов имеется направление, вдоль которого обыкновенный и необыкновенный лучи распространяются, не разделяясь и с одинаковой скоростью – это направленная оптическая ось кристалла. Любая плоскость, проходящая через оптическую ось, называется главным сечением или главной плоскостью кристалла. Обыкновенный и необыкновенный лучи полностью поляризованы во взаимно перпендикулярных направлениях. необыкновенный луч (е) обыкновенный луч (о) Двойное лучепреломление Двойное лучепреломление объясняется анизотропией кристаллов. В анизотропных кристаллах зависит от направления в кристалле, так как n . Из анизотропии следует, что электромагнитные волны с различныминаправлениями колебаний E вектора соответствуют разные значения показателя преломления. Двойное лучепреломление • В обыкновенном луче колебания светового вектора происходят в направлении, перпендикулярном к главному сечению кристалла, поэтому при любом направлении о-луча, вектор E образует с оптической осью кристалла угол и скорость 2 световой волны будет одна и та же, равная 0 c • Колебания в е- луче совершаются в главном сечении, поэтому для разных лучей направления вектора E образуют с оптической осью разные углы. Поэтому скорость е - луча изменяется от 0 c до e c " Двойное лучепреломление Волновая поверхность обыкновенного луча – сфера, волновая поверхность необыкновенного луча – эллипсоид вращения.
