Лекция №7 Поляризация света

План лекции:

1. Естественный и поляризованный свет.

2. Поляризация при прохождении света через некоторые кристаллы. Закон Малюса.

3. Поляризация света при его отражении и преломлении. Закон Брюстера.

4. Двойное лучепреломление. Призма Николя. Поляроиды.

5. Применение и использование поляризации в народном хозяйстве.

6. Вращение плоскости поляризации. Поляриметрия.

Вопрос 1. Естественный и поляризованный свет

Свет, излучаемый отдельным атомом, представляет собой ЭВМ, т.е. совокупность двух поперечных взаимно перпендикулярных волн – электрической (образованной колебанием вектора напряженности Е электрического поля) и магнитной (образованной колебанием вектора напряженности Н магнитного поля), идущих вдоль общей прямой r называемой (световым лучом) (см. рис.1)

рис.1

Луч (свет), у которого электрические колебания совершаются все время в одной и той же плоскости называется поляризованным лучом (светом). Точнее говоря, плоско поляризованным или линейно поляризованным, ибо есть еще круговая и эллиптическая поляризация (нами в данной лекции они не рассматриваются). Иначе:

рис.2

Если в световой волне колебания вектора Е происходят по всевозможным направлениям в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны, то свет называют естественным. (рис. 3)

рис.3

или схематически:

Плоско поляризованный свет схематически будем изображать как

рис.4

Частично поляризованный луч света изображают как показано на рис.5

или рис.5

Плоскость А, проходящую через направление колебаний вектора и луч, называют плоскостью колебаний (рис. 6)

рис.6

Плоскость М, проходящую через луч и перпендикулярную направлению колебаний вектора , т.е. плоскость, в которой колеблется вектор , называют плоскостью поляризации. Плоскости А и М взаимно перпендикулярны.

Способы поляризации

Наиболее часто поляризация происходит в трех случаях:

1. При прохождении света через некоторые кристаллы;

2. При отражении и преломлении света на границе раздела двух диэлектриков;

3. При двойном лучепреломлении света.

Вопрос 2. Поляризация при прохождении света через некоторые кристаллы. Закон Малюса Поляризация света при прохождении через кристалл турмалина (рис. 7)

рис.7

Если направить естественный свет перпендикулярно пластинке турмалина, вырезанной параллельно оптической оси О₁О₂ и на пути поставить вторую пластинку турмалина Т₂ и вращать ее вокруг направления светового луча, то интенсивность света, прошедшего через пластинки, меняется в зависимости от угла α между оптическими осями кристаллов по закону Малюса:

(1)

I и I₀ – соответственно интенсивности света, подающего на второй кристалл и вышедшего из него.