Поляризация света. Свет представляет собой электромагнитные волны, излучаемые атомами вещества, длины волн которых заключены в интервале 10-6м

Свет представляет собой электромагнитные волны, излучаемые атомами вещества, длины волн которых заключены в интервале 10^-6 м... 10^-8 м. Длины волн видимого света заключены в интервале 3,9∙10^-7 м... 7,8∙10^-7 м. Волновые свойства света подтверждаются явлениями интерференции и дифракции.

Электромагнитные волны представляют собой совокупность переменных электрического и магнитного полей, распространяющихся в вакууме со скоростью 299792,46 ± 0,02 км/с (скорость света).

Векторы напряжённостей электрического и магнитного полей Е и Н в электромагнитной волне взаимноперпендикулярны, и оба перпендикулярны вектору скорости v распространения волны. Векторы Е, Н и v образуют правовинтовую систему (рис. 3.1).

Их взаимная ориентация определяется правилом правого винта. Если винт вращать от вектора Е к вектору Н в направлении наименьшего угла, то поступательное движение винта укажет направление вектора v. Так как векторы Е и Н колеблются в направлении, перпендикулярном вектору скорости v, то электромагнитная волна является поперечной.

График электромагнитной волны изображён на рис. 3.2. Векторы Е и Н в бегущей электромагнитной волне колеблются в одинаковых фазах. Поперечность световых волн подтверждается явлением поляризации света.

Что же такое поляризованный и неполяризованный свет?

В волне, изображённой на рис. 3.2, вектор Е в каждой точке волны колеблется вдоль одной прямой. Векторы Е в различных точках волны лежат в одной плоскости, перпендикулярной чертежу.

Свет, в котором вектор Е колеблется в одной плоскости, называется плоскополяризованным. Подобную волну (цуг) излучает отдельный атом в течение короткого времени (~10^-8 с). В следующем цуге, излучаемом этим атомом, вектор Е может колебаться уже в другой плоскости. В каждом теле одновременно излучает огромное количество атомов, причём, в излучениях различных атомов вектор Е колеблется в различных плоскостях (но всегда Е v, Н v). В результирующей волне колебания различных направлений быстро и беспорядочно сменяют друг друга. Такой свет называется естественным. Он характеризуется неупорядочённостью колебаний.

Все направления колебания вектора Е равновероятны. Поэтому амплитуды колебания вектора Е во всех направлениях в естественном свете одинаковы. Если луч естественного света направить перпендикулярно чертежу, то векторы Е будут колебаться в плоскости чертежа (рис. 3.3,а). Каждому вектору Е соответствует вектор Н Е. Направление колебания вектора Е в плоскополяризованном луче, направленном перпендикулярно чертежу, изображено на рис. 3.3,б.

На рис. 3.3 указано направление колебания только вектора Е, и дальше речь будет идти только о векторе Е, потому что физиологическое и химическое действия света обусловлены именно электрическим полем.

Поиск по сайту: