Природне і поляризоване світло.Закон Малюса

Наслідком теорії Максвелла є поперечність світлових хвиль: вектори напруженості електричного і магнітного полів хвилі взаємно перпендикулярні і коливаються перпендикулярно до вектора швидкості поширення хвилі. Тому для повного опису стану поляризації світлового пучка необхідно знати поведінку лише одного з векторів. Звичайно всі міркування ведуться відносно світлового вектора – вектора напруженості електричного поля (ця назва зумовлена тим, що при дії світла на речовину основне значення має електрична складова поля хвилі, що діє на електрони в атомах речовини).

Світло є сумарним електромагнітним випромінюванням множини атомів. Атоми ж випромінюють світлові хвилі незалежно один від одного, тому світлова хвиля, що випромінюється тілом, характеризується різноманітними рівноймовірними коливаннями світлового вектора (рис. 153). В даному випадку рівномірний розподіл векторів пояснюється великою кількістю атомарних випромінювачів, а рівність амплітудних значень векторів – однаковою (в середньому) інтенсивністю випромінювання кожного з атомів.

Світло з усіма можливими рівноймовірними орієнтаціями вектора (і, отже, ) називається природним.

Світло, в якому напрями коливань вектора якимось чином упорядковані, називається поляризованим.

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

Площина, в якій відбувається коливання вектора , називається площиною поляризації, а перпендикулярна до неї площина – площиною коливань.

За міру ступеня поляризації приймають вираз

Р=Imax - Imin /Imax +Imin

де Imax і Imin – відповідно, максимальна і мінімальна інтенсивність світла, що відповідають двом перпендикулярним компонентам вектора . Для природного світла Imax = Imin і Р=0. Для плоскополяризованого – Imin = 0 і Р = 1.

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. В ролі поляризаторів можуть бути середовища, які анізотропні відносно коливань вектора , наприклад, кристали. Одним із природних кристалів, які використовуються як поляризатори, може бути турмалін.

Прилади, за допомогою яких аналізують ступінь поляризації світла, називають аналізаторами. Роль аналізаторів виконують прилади, за допомогою яких одержують лінійно поляризоване світло. Будь-який поляризатор може бути аналізатором і навпаки.

Поиск по сайту: