Тема 2. Поляризация света.
Линейная поляризация.
Если
световая волна бежит вдоль оси z,
то вектор
колеблется в плоскости x,y.
В каждый момент времени вектор
можно представить, как сумму двух
векторов, один из которых направлен
вдоль оси X, а другой —
вдоль оси Y. Соответственно
говорят, что бегущую световую волну
всегда можно разложить на две линейно
поляризованные волны.
Плоскость поляризации света — плоскость векторов и .
Единичный
вектор линейной поляризации
— единичный вектор вдоль
.
Пленочный поляризатор (поляроид).
Поляроид изготавливают из целлулоидной пленки с вкраплениями вещества с оптическим дихроизмом (вытянутые молекулы). Дихроизм — различное поглощение света различных поляризаций. Двулучепреломление — различные показатели преломления для света различных поляризаций.
Поляризационные очки для стереокино.
Разница изображений, полученных двумя разнесенными кинокамерами.
Стереоэффект возникает, когда каждый глаз видит изображение, полученное соответствующей кинокамерой.
Циркулярно поляризованный свет или свет круговой поляризации.
Если
,
то
.
и
— единичные векторы левой и правой
циркулярно поляризованных волн,
— амплитуда циркулярно поляризованной
волны, где
— амплитуда каждой их двух линейно
поляризованных волн.
,
,
- компоненты света.
Разложение
колебаний поля или диполя на
,
,
компоненты зависит от выбора направления
оси квантования и не зависит от направления
света. Колебания вдоль оси квантования
—
компонента света. Вращения в плоскости
перпендикулярной оси квантования —
и
компоненты света.
компоненте в эффекте Зеемана соответствует свет с большей частотой (исторически, наоборот, с большей длиной волны).
Если
свет распространяется вдоль оси
квантования, то
компоненте света соответствует единичный
вектор поляризации
и левая циркулярно поляризованная
волна, в которой вектор поля волны
вращается влево в каждой точке
пространства, если смотреть навстречу
волне. Если волна распространяется
вдоль оси z, то в левой
циркулярно поляризованной волне
компонента света отстает по фазе на
от
компоненты.
К
экзамену знать не нужно, но
компоненте соответствует линия поглощения
света с изменением квантового числа
проекции магнитного момента на ось
квантования
,
на верхнем уровне энергии квантовое
число
на единицу больше, чем на нижнем уровне.
Эллиптическая поляризация света.
— единичный вектор эллиптической
поляризации.
— поле световой волны эллиптически поляризованного света.
Естественный или неполяризованный свет — свет, в котором разность фаз между двумя ортогональными линейными поляризациями случайна, или, что то же самое — это эллиптически поляризованный свет, в котором параметры эллипса случайным образом изменяются.
Тема 3. Излучение и поглощение света.
Излучение и поглощение света.
Электромагнитные волны излучают только ускоренно движущиеся заряды.
Свет излучают атомы. Линейный размер атома примерно в 1000 раз меньше длины волны видимого света. Если размер излучателя гораздо меньше длины волны излучения, то чем выше осциллирующий мультипольный момент системы зарядов, тем слабее его излучение. Поэтому в оптике обычно считают, что излучает только электрический дипольный момент атома — излучение в дипольном приближении.
Поле
точечного диполя на расстоянии гораздо
большем длины волны (в волновой зоне)
находится выражением:
.
Основные свойства излучения диполя:
1.
Направление излучения — от диполя
,
.
2.
в любой момент времени в любой точке
пространства.
3.
в любой момент времени в любой точке
пространства.
4.
лежит в плоскости
и
.
5.
.
6.
Диаграмма направленности излучения
диполя
,
.
Поглощение диполем света плоской волны происходит в том случае, если при сложении излученной диполем волны с проходящей мимо волной получается волна с меньшей амплитудой.