 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Теоретическая часть. Система уравнений Максвелла полностью описывает свойства, возникновение и распространение электромагнитных волн
Система уравнений Максвелла полностью описывает свойства, возникновение и распространение электромагнитных волн. В частности, из этих уравнений вытекает, что электромагнитные волны поперечные, с чем связана их важнейшая характеристика – поляризованность.
Поляризованность света характеризует изменение вектора напряженности Е электрического поля световой волны в плоскости, перпендикулярной направлению распространения. Если вектор Е изменяется совершенно хаотично (рис.1, а), свет называют неполяризованным. Неполяризованный свет, который часто называют естественным, испускают большинство тепловых источников (лампы накаливания, Солнце и др.).
Возможно такое поведение вектора Е, когда за период колебаний конец этого вектора описывает замкнутую линию – эллипс, круг или прямую
Рис. 1
(рис.1, б,в,г). Такой свет называют полностью поляризованным, а в зависимости от того, какую линию описывает конец вектора Е, различают эллиптически, циркулярно и линейно поляризованный свет.
Возможны и часто встречаются промежуточные случаи, когда конец вектора Е описывает сложную незамкнутую линию, которая, однако, в большей или меньшей степени сосредоточена около прямой линии (рис.1, д), эллипса или круга (рис.1, е). В этих случаях говорят, что свет частично поляризован.
Математическое описание поляризованного света основано на представлении вектора Е в виде суммы двух ортогональных векторов Ех и Еу, направленных вдоль осей х и у некоторой системы координат, ось z которой совпадает с направлением распространения света. Пусть коэффициенты разложения векторов Ех и Еу изменяются во времени по гармоническому закону с частотой ω:
, (1)
где Ех0 и Еу0 - амплитуды; φх и φу - начальные фазы колебаний.
Если амплитуды Ех0 , Еу0 и (или) начальные фазы φх, φу изменяются совершенно случайно, результирующее колебание вектора Е является неполяризованным. Если же амплитуды и начальные фазы не зависят от времени, колебание вектора Е полностью поляризовано, а форма поляризации определяется отношением амплитуд Еу0 / Ех0 и разностью фаз δ = φу - φх. Важными частными случаями являются следующие.
Если δ = φу - φх= 
(m = 0, 1, 2,…), вектор Е колеблется вдоль прямой линии, то есть свет в этом случае является полностью линейно поляризованным. Угол α, который составляет вектор Е с осью х (рис.1. г), называют азимутом поляризации.
Если δ = φу - φх= 
(m = 0, 1, 2,…), конец вектора Е описывает в плоскости ху эллипс, который при равенстве амплитуд Ех0 = Еу0 обращается в круг. Таким образом, в этих случаях свет является эллиптически или циркулярно поляризованным.
До сих пор направления векторов Ех и Еу, на которые разлагался вектор Е, были произвольными. В реальных задачах оси координат х и у определяются геометрическими и оптическими параметрами элементов оптической схемы, например, плоскостью падения света на границу раздела изотропных диэлектриков или анизотропией скорости распространения света в кристалле.
Источниками линейно поляризованного света являются оптические квантовые генераторы – лазеры.
Получение поляризованного света из естественного возможно при разнообразных физических эффектах – прохождении света через анизотропные среды, отражении от диэлектриков и др. Устройства для получения поляризованного света называют поляризаторами. Поляризаторы пропускают колебания, параллельные плоскости, называемой плоскостью поляризатора, и задерживают колебания, перпендикулярные этой плоскости.
Поиск по сайту: