28.Поляризация света

Поляризацией света называется выделение линейно поляризованного света естественного или частично поляризованного. Для этой цели используются специальные устройства, называемые поляризаторами.

Для определения характера и степени поляризации используют устройства, называемые анализаторами.

Поляризатор можно использовать в качестве анализатора.

Анализатор или поляризатор условно изображают в виде решётки, “прутья” которой параллельны направлению колебаний вектора в проходящем сквозь неё свете.

Если на такую решётку-анализатор падает естественный свет, то интенсивность проходящей волны не изменяется при вращении анализатора вокруг направления падающего луча вследствие того, что в естественном свете ни одно из направлений плоскости поляризации (плоскости колебаний) не является преобладающим.

,

где I₀ – интенсивность падающего естественного света,

k – коэффициент прозрачности анализатора,

I_А – интенсивность проходящего света.

На выходе из анализатора-поляризатора имеем линейно поляризованную волну.

Если падающий свет частично поляризован, то I_A при вращении анализатора изменяется в зависимости от ориентации его главной плоскости (т.е. направления прутьев) по отношению к преимущественному направлению колебаний вектора в падающем свете.

29. Закон Малюса.

Поляроидом называется кристалл, обладающий ярко выраженной оптической анизотропии (различие свойств в зависимости от направления), т.е. пропускающие колебания, параллельные только одному направлению. Это направление называется главной оптической осью кристалла. К таким веществам относятся николь и турмалин. Естественный свет, попадая на такой кристалл, становится плоско поляризованным. Колебания 1 и 2, параллельные оси, проходят без задержек; 3 и 4 – поглощаются перпендикулярно оси, а 5 – проходит частично.

Интенсивность света, вышедшего из поляризатора

I_п=1/2*i_ест (1)

Если кристалл неидеальный обладает коэффициентом поглощения k), то (1) принимает вид:

I_н=((1-k)*i_ест)/2 (2)

Изучать поляризованный свет можно с помощью такого же второго, размещённого на пути поляризованного света, перпендикулярного скорости. Такой кристалл называют анализатором.

Рассмотрим поляризованный свет, падающий на анализатор, причем угол между оптической осью и =ɸ:

Е_а=Е_н*cos ɸ

I~E²

E_a²=E_н²cos²ɸ

Е_а=I_н cos²ɸ (3)

(3) – закон Малюса для идеального кристалла

I_a=(1-k)I_н cos²ɸ (4)

30. Закон Брюстера.

Если угол падения света на границу раздела двух диэлектриков не равен 0, то отражённый и преломлённый лучи будут частично поляризованными. Степень поляризации зависит от угла падения.

При угле падения, удовлетворяющем условию tgi_б=n₂/n₁=n₂₁ (5) преломлённый луч оказывается поляризованным максимально, а отражённый – полностью.

При падении света под углом Брюстера: i_б+j=∏/2, а это значит что угол между преломлённым и отражённым лучами равен 90^о.