21. Поляризаторы и анализаторы. Закон Малюса.
Поляриза́тор — вещество, позволяющее выделить из электромагнитной волны (естественный свет является частным случаем) часть, обладающую желаемой поляризацией при пропускании его сквозь или отражении от поверхности, получая проекцию волны на плоскость поляризации. Они используются в поляризацио́нных фильтрах. В радиотехнике и в быту под поляризатором понимается устройство для преобразования вертикальной или горизонтальной поляризации в круговую (эллиптическую) или наоборот. В антеннах в качестве поляризаторов используют волноводы с вкрученными винтами.
Анализа́тор спе́ктра — прибор для наблюдения и измерения относительного распределения энергии электрических (электромагнитных) колебаний в полосе частот.
Закон Малюса.
Допустим, что два поляризатора поставлены другь за другом, так что их оси ОА1 и ОА2 образуют между сабой некоторый угол. Первый поляризатор пропустит свет, электрический вектор Е0 которого параллелен его оси ОА1. Обозначим через I0 интенсивность этого света. Разложим Е0 на вектор Е//, параллельный оси ОА2
второго
поляроида, и вектор
,
перпендикулярный к ней составляющая
будет задержана вторым поляризатором.
Через оба поляризатора пройдёт свет с
электрическим вектором
,
длина которого
.
Интенсивность света, прошедшего через
оба поляризатора,будет
.
Такое соотношение справедливо для
любого полиризатора и анализатора. Оно
называется законом Малюса.
22. Поляризация при отражении. Закон Брюстера. Стопа Столетова.
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.
Это явление оптики названо по имени шотландского физика Дэвида Брюстера, открывшего его в 1815 году.
Закон Брюстера:
, где n21 — показатель преломления второй среды относительно первой, θBr — угол падения (угол Брюстера).
При отражении от одной пластинки под углом Брюстера интенсивность линейно поляризованного света очень мала (около 4 % от интенсивности падающего луча). Поэтому для того, чтобы увеличить интенсивность отраженного света (или поляризовать свет, прошедший в стекло, в плоскости, параллельной плоскости падения) применяют несколько скрепленных пластинок, сложенных в стопу — стопу Столетова. Легко проследить по чертежу происходящее. Пусть на верхнюю часть стопы падает луч света. От первой пластины будет отражаться полностью поляризованный луч (около 4 % первоначальной интенсивности), от второй пластины также отразится полностью поляризованный луч (около 3,75 % первоначальной интенсивности) и так далее. При этом луч, выходящий из стопы снизу, будет все больше поляризоваться в плоскости, параллельной плоскости падения, по мере добавления пластин.
Иллюстрация поляризации отражённого света, падающего на границу раздела сред под углом Брюстера
Стопа столетова
Используется для получения полностью поляризованного света в отраженном пучке или частично поляризованного - после многократных прохождений.