РЕФЕРАТ
на тему:”Поляризація світла”
План
1. Природне і поляризоване світло
2. Поляризація світла при відбиванні. Закони Брюстера й Малюса
3. Подвійне променезаломлення. Звичайний і незвичайний промені. Призма Ніколя
4. Штучна оптична анізотропія. Обертання площини поляризації
1. Природне і поляризоване світло
В світлових хвилях вектори напруженості електричного поля і магнітного поля взаємно перпендикулярні і коливаються перпендикулярно до напрямку поширення вектора швидкості . Тому для повного опису стану поляризації світлового пучка необхідно знати поведінку лише одного з векторів. Таким вектором є світловий вектор – вектор напруженості електричного поля. При дії світла на речовину дія електричної складової напруженості поля перевищує дію магнітної складової наближено в 100 разів.
Світлове випромінювання є сумарним електромагнітним випромінюванням величезної кількості атомів. Атоми випромінюють світлові хвилі незалежно один від одного, тому світлова хвиля, яка випромінюється тілом, характеризується різними напрямками коливання світлового вектора (рис.1). В даному випадку рівномірний розподіл в просторі векторів пояснюється великою кількістю атомарних випромінювачів, а рівність амплітуд – однаковою середньою інтенсивністю випромінювання кожного з атомів.
Рис. 1
Розглянемо дві взаємно перпендикулярні монохроматичні хвилі, які поширюються вздовж додатного напрямку осі ОХ,
де - циклічна частота, – хвильове число, Е1, Е2 – амплітуди і , – спільна різниця фаз коливань і .
Щоб знайти траєкторію результуючого коливання світлового вектора при додаванні двох взаємно перпендикулярних коливань, визначимо з рівняння для :
=, (2)
тоді
(3)
Оскільки
то
Піднесемо до квадрату рівняння (4), одержимо:
(4)
Отримане співвідношення (4) є рівнянням еліпса, довільно орієнтованого відносно осей ОУ і OZ. Отже, кінець вектора в кожній точці поля описує еліпс, який лежить у площині, перпендикулярній до осі ОХ. Така хвиля називається еліптично поляризованою.
Якщо де (m= 0,1,2,…), то отримуємо рівняння еліпса, орієнтованого відносно осей ОХ і OY:
(5)
Схематично на рис.2 зображено еліптично поляризовану хвилю.
При еліпс перетворюється в коло. Така хвиля називається поляризованою по колу.
Рис.2
Якщо внаслідок яких-небудь зовнішніх впливів появляється переважаючий напрямок коливань вектора , то світло частково поляризоване.
Площина, в якій відбувається коливання вектора , називається площиною поляризації.
За міру ступеня поляризації приймають вираз
(6)
де і - відповідно, максимальна і мінімальна інтенсивність світла, що відповідають двом перпендикулярним компонентам вектора .
Для природного світла = і P=0. Для плоскополяризованого - =0 і P=1. Для еліптично поляризованого світла поняття ступеня поляризації не застосовується (у такого світла коливання повністю впорядковані).
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. ............