Закон Малюса

Данный закон был открыт французским физиком Э.Л. Малюсом (1775 – 1812) в 1808 году.

Как мы уже знаем, поляризаторы свободно пропускают колебания, параллельные плоскости поляризации, и полностью задерживают колебания, перпендикулярные этой плоскости.

Поляризаторы можно использовать и в качестве анализаторов – устройств для определения характера и степени поляризации интересующего нас света. Пусть на анализатор падает плоско-поляризованный свет, вектор которого составляет угол с плоскостью пропускания анализатора . Анализатор пропускает только ту составляющую вектора , которая параллельна плоскости пропускания , т.е. . Интенсивность света пропорциональна квадрату модуля светового вектора ( ) , поэтому интенсивность прошедшего света равна.

,

где – интенсивность падающего на анализатор плоско-поляризованного света.

Это соотношение носит название закона Малюса.

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

П оставим на пути естественного света I₀ два поляризатора, плоскости поляризации которых образуют угол . Из первого поляризатора выйдет луч интенсивностью, . Какова будет интенсивность света, прошедшего второй поляризатор (анализатор)? Согласно закону Малюса . Это без учёта поглощения света в кристалле.

при  = 0.

I = 0 при . Скрещенные поляризаторы свет не пропускают.

Интерференция поляризованных волн

Для наблюдения интерференции поляризованных лучей недостаточно, чтобы эти лучи были когерентными. Необходимо еще, чтобы во взаимодействующих лучах колебания вектора происходили в одной плоскости. Поэтому обыкновенный и необыкновенный лучи, выходящие из кристаллической пластинки, хотя и являются когерентными, интерферировать не могут, поскольку поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях. Чтобы наблюдать интерференцию поляризованных лучей, надо выделить из обоих лучей компоненты с одинаковыми направлениями колебаний (свести ортогональные колебания в одну плоскость). Это можно сделать, пропустив лучи через поляризатор, установленный так, чтобы его плоскость не совпадала с плоскостью колебаний ни одного из лучей.

Р ассмотрим подробнее схему для наблюдения интерференции поляризованных лучей. Пусть пластинка для поляризации естественного света вырезана из одноосного кристалла параллельно оптической оси. При нормальном падении света обыкновенный и необыкновенный лучи будут распространяться, не разделяясь, но с различной скоростью. За время прохождения через пластинку между лучами возникнет разность хода

Таким образом, если пропустить естественный свет через вырезанную параллельно оптической оси кристаллическую пластинку, из пластинки выйдут два поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях луча 1 и 2, между которыми существует разность хода . В кристалле луч 1 был необыкновенным, луч 2 – обыкновенным. Теперь установим на пути этих лучей поляризатор, причем так, чтобы плоскость пропускания поляризатора и главная плоскость пластинки располагались под углом 45^о. Этот угол является оптимальным, поскольку после расположенного таким образом поляризатора амплитуды лучей 1 и 2 будут одинаковыми, следовательно, интерференционная картина будет наиболее отчетливой. После поляризатора ранее ортогональные колебания лучей сводятся в одну плоскость, что обеспечивает интерференцию.