Естественный и поляризованный свет

Естественный свет от таких источников, как Солнце, лампы накаливания, газоразрядные лампы является неполяризованным.

Если вектор в каждом цуге разложить на две компоненты, то на колебания вдоль осей y и z в среднем приходится одна и та же интенсивность:

,

где – интенсивность естественного света.

Рис. Схематическое представление естественного света

Рис. Получение плоскополяризованного света с помощью поляризатора (а); прохождение плоскополяризованного света через поляризатор (б)

Закон Малюса

В случае падающего естественного света интенсивности (рис.) через поляризатор пройдет только половина его интенсивности:

Поляризаторы – это приборы для получения поляризованного света.

Частично - поляризованный свет

Частично - поляризованный свет можно рассматривать как смесь поляризованного с естественным. Для такого света вводится понятие степени поляризации (Р):

Формулы Френеля

, ,

,

где

и – амплитуды падающих волн,

и – амплитуды отраженных волн,

и – амплитуды преломленных волн.

Закон Брюстера.

Если на границу раздела двух оптических сред падает естественный свет под углом Брюстера (α₁=α_Бр, tgα_Бр=n₂/n₁), то отраженный свет полностью поляризован так, что колебания напряженности электрического поля происходят перпендикулярно плоскости падения. Преломленный свет оказывается частично поляризованным. Угол между отраженным и преломленным лучами составляет /2, то есть (см. рис.)

Интерференция Интерференция монохроматического света

Колебания напряженности электрического поля в монохроматических волнах можно представить в виде

, ,

где , - амплитуды; , - фазы колебаний в точке наблюдения, - волновое число.

Разность фаз колебаний .

Оптическая разностью хода

(одна волна проходит до точки наблюдения путь в среде с показателем преломления , а вторая волна – путь в среде с показателем преломления ).

Интерференция наблюдается только при сложении когерентных (согласованных по фазе) волн.

Две волны называются когерентными, если они получены от одного источника света и их разность фаз не изменяется во времени.

В центре светлой полосы суммарная интенсивность максимальна , в центре темной полосы – минимальна .

Максимальная разность хода называется длиной когерентности.

Простейшие интерференционные схемы

.

Зеркало Ллойда Интерферометр Майкельсона.

Б изеркала Френеля

Ширина интерференционной полосы

Полосы равного наклона и равной толщины

Р азность хода между интерферирующими лучами

Рис. Интерференция при отражении от тонкой пленки (плоскопараллельной пластины)

Кольца Ньютона

-для радиусов темных интерференционных колец Ньютона

- для радиусов светлых интерференционных колец Ньютона.

Дифракция Френеля

Р адиус -ой зоны определяется выражением

Площадь m-зоны- не зависит от номера зоны.

Отверстие радиусом отрывает для точки число зон Френеля, равное

Тогда, при нечетных

,

а при четных

.

Так как в приведенных формулах выражения в скобках приблизительно равны нулю, то при нечетных амплитуда результирующего колебания равна в то время как для четных она близка к нулю.

Дифракция Фраунгофера на щели

,

При малых углах, когда ,