Отраженный свет максимально линейно поляризован в плоскости, перпендикулярной плоскости падения, если угол его падения на границу раздела сред удовлетворяет закону Брюстера

tg i _Бр= n ₂₁, (2)

где n ₂₁-относительный показатель преломления сред, i _Бр –угол Брюстера.

Если свет падает на границу раздела под углом Брюстера, то отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны.

Также естественный свет можно преобразо­вать в плоскополяризованный, используя так называемые поляризаторы, пропуска­ющие колебания только определенного на­правления (например, пропускающие ко­лебания, параллельные плоскости поляри­затора, и полностью задерживающие колебания, перпендикулярные этой плоскости – дихроичные вещества). В качестве поляризаторов мо­гут быть использованы среды, анизотроп­ные в отношении колебаний вектора Е, например природные кристаллы турмалина.

Рис. 3. Поляризация света при отражении от диэлектрика

Рис. 4. Поляризация света с помощью поляризатора

Плоскость, проходящая через направ­ление колебаний светового вектора плос­кополяризованной волны и направление распространения этой волны, называ­ется плоскостью поляризации (рис. 4).

Всякий прибор, служащий для получения поляризованного света, называется поляризатором. Тот же прибор, применяемый для исследования поляризованного света, называется анализатором.

1.3. Закон Малюса

В настоящей работе для получения и исследования линейно поляризованного света применяются поляроиды. Они изготавливаются из очень мелких кристаллов турмалина и геропатита (сернокислого йод-хинина), нанесенных на целлулоидную пленку. Оптические оси всех кристалликов специальным способом ориентируют в одном направлении, вследствие чего падающий естественный свет, проходя через поляроид, становится плоско поляризованным.

Рис. 5. Схема экспериментальной установки

Рис. 6. Разложение вектора Е на взаимно перпендикулярные составляющие

Если последовательно пропускать пучок лучей света через поляризатор и анализатор, то амплитуда прошедшей волны будет зависеть от угла между направлениями колебаний вектора электрической напряжённости световой волны и направлениями колебаний, пропускаемыми поляризатором и анализатором. Пусть ПП - направление колебаний вектора электрической напряжённости, пропускаемых поляризатором, АА - анализатором (рис. 5). Плоскости поляризации поляризатора и анализатора составляют между собой некоторый угол j.

В каждый момент времени вектор Е может быть спроектирован на две взаимно перпендикулярные оси (рис. 6).

Световую волну, прошедшую через поляризатор, с амплитудой Е₀ разложим на две составляющие:

, , (3)

из которых – пройдет через анализатор, а – не пройдет.

Найдем интенсивность проходящего света. Т.к. интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды световой волны , то и , отсюда получим закон Малюса:

(4)

В естественном свете все значения φ равновероятны и среднее значение . Поэтому интенсивность естественного света, прошедшего один поляризатор уменьшается в 2 раза.

Поставим на пути естественного света два поляризатора, плоскости которых образуют угол φ. Из первого поляризатора выйдет луч интенсивностью . Согласно закону Малюса интенсивность света, прошедшего второй поляризатор, равна

. (5)

При (плоскости поляризации поляризаторов параллельны) интенсивность прошедшего света I максимальна и равна I ₀. При (плоскости поляризации скрещены) свет, вышедший из поляризатора, не проходит через анализатор и интенсивность света I равна нулю.

Поиск по сайту: