12.Поляризация света. Виды поляризации. Закон Малюса.

Поляризация – это явление направленного колебания векторов напряжённости электрического и магнитного полей (:

Виды поляризации:

1)Линейная поляризация – колебания вектора происходят в одной плоскости (синусоида)

2)Эллиптическая поляризация – когда конец вектора поворачивается вокруг луча, одновременно пульсируя по величине.

3)Круговая поляризация – вектор кружится по кругу (влево или вправо)

Закон Малюса – интенсивность света, прошедшего через поляризатор пропорциональна квадрату косинуса угла между плоскостью пропускания поляризатора и плоскостью поляризации падающей волны. Интенсивность естественного света при прохождении поляризатора уменьшается в два раза.

, где I – интенсивность прошедшего через поляризатор света I₀, I₀ – интенсивность падающего на поляризатор света, φ – угол между плоскостью колебаний падающего света и плоскостью поляризатора. – степень поляризации частично поляризованного света.

Вопрос 13. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера.

Формулы Френеля

На рисунке изображены и обозначены соответствующими значками составляющие векторов напряженности электрического поля падающей волны ( ), отраженной волны (), преломленной волны ().

Относительные значения этих величин следуют из граничных условий, налагаемых на электрическое и магнитное поле световой волны. Формулы, связывающие компоненты векторов , были впервые получены О. Френелем и носят название формул Френеля:

Эти формулы и позволяют рассчитать степень поляризации отраженной и падающей волны для произвольного угла падения.

Закон Брюстера

Пусть угол падения i таков, что отраженный луч перпендикулярен преломленному, т.е.  Это условие называют условием Брюстера (см. рисунок ниже), а угол - углом Брюстера - i_Бр.

Используя закон преломления

получим формулу, определяющую угол Брюстера:

При выполнении условия Брюстера , тогда из формулы Френеля для  получим:

Таким образом, при выполнении условия Брюстера, отраженный свет будет полностью поляризован в плоскости, перпендикулярной плоскости падения.

Это утверждение носит название закона Брюстера.

Закон Брюстера — закон оптики, выражающий связь показателя преломления с таким углом, при котором свет, отражённый от границы раздела, будет полностью поляризованным в плоскости, перпендикулярной плоскости падения, а преломлённый луч частично поляризуется в плоскости падения, причем поляризация преломленного луча достигает наибольшего значения. Легко установить, что в этом случае отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны. Соответствующий угол называется углом Брюстера.

14. Дисперсия света. Фазовая и групповая скорости.

Дисперсия – зависимость показателя преломления от длины волны. , где λ – длина волны света в вакууме.

Производную dn/dλ называют дисперсией вещества.

Для прозрачных бесцветных веществ график зависимости п(λ) в видимой части спектра имеет вид, показанный на рис. 7.1. Интервал длин волн, в котором (как на ри­сунке), соответствует нормальной дисперсии. Те же интервалы длин волн, где дисперсия вещества , соответствуют аномальной дисперсии. На рис. 7.2 показан график зависимости п(λ) с участками нормальной и аномальной дисперсии. Заметим, что область аномальной дисперсии совпадает с полосой поглощения ϰ(λ). При аномальной дисперсии на некотором более короткие волны преломляются меньше, чем более длинные.

Все вещества в той или иной степени являются диспергирующими. Вакуум, как показали тщательные исследования, дисперсией не обладает.

.

– фаза волны, α – начальная фаза,