Закон Малюса. Для превращения естественного света в линейно поляризованный используют поляризационные приборы - поляризаторы

Для превращения естественного света в линейно поляризованный используют поляризационные приборы - поляризаторы. Действие поляризаторов заключается в том, что они выделяют излучение, соответствующее только одной компоненте вектора , направление которой совпадает с направлением пропускания (или осью) поляризатора. Излучение, соответствующее другой компоненте, в зависимости от конкретного типа поляризатора либо поглощается им, либо отклоняется в сторону.

В предлагаемой лабораторной работе в качестве поляризующих устройств используются так называемые поляроиды, действие которых основано на явлении дихроизма – зависимости коэффициента поглощения от направления колебаний вектора . Поляроиды представляют собой оптические элементы – кристаллические пластины или специальные полимерные пленки, пропускающие лучи света только с одним направлением колебаний.

Пусть линейно поляризованная волна, полученная в результате прохождения света через поляризатор P₁, вновь падает на поляризующее свет устройство (рис.12). В этом случае второй поляризатор P₂ часто называют анализатором. При вращении анализатора вокруг направления светового луча интенсивность прошедшего через него света меняется согласно закону, установленному Э. Малюсом.

Закон Малюса: интенсивность света I, прошедшего через анализатор, пропорциональна квадрату косинуса угла между осями анализатора и поляризатора:

, (5)

где - интенсивность падающего на анализатор линейно поляризованного света; - угол между направлением колебаний в падающей волне и направлением оси анализатора.

Закон Малюса был открыт экспериментально в 1808 г. и отражает тот факт, что анализатор пропускает колебания, являющиеся проекцией вектора на направление пропускания анализатора.

Рис. 12.Доказательство закона Малюса

Предположим, что электрический вектор в вышедшем из поляризатора P₁ световом луче направлен так, как показано на рис.12. Очевидно, что величина электрического вектора света, прошедшего через анализатор P₂, будет: . Так как интенсивность , то получим соотношение , выражающее закон Малюса.

Если плоскости пропускания поляризатора P₁ и анализатора P₂ параллельны (), то свет, вышедший из поляризатора P₁ и имеющий интенсивность , полностью проходит через анализатор P₂ ().

Если же плоскости пропускания поляризатора P₁ и анализатора P₂ перпендикулярны друг другу (), то свет полностью задерживается в анализаторе P₂ и поле зрения делается темным (). В этом случае говорят, что поляризатор и анализатор скрещены.

В случае естественного света интенсивность излучения, пропущенного поляризатором при его вращении, остается постоянной: . В естественном свете все значения равновероятны. Поэтому доля света, прошедшего через поляризатор, будет равна среднему значению , т.е. .

Поиск по сайту: