21 Поляризация света. Линейно-поляризованный свет.

Свет представляет собой электромагнитную волну частотой 7,5-4,0*10^-14Гц. Длины волн воспринимаемые человеческим глазом колеблются от 400 до 760 нм. Каждая составляющая света и магнитная и электрическая имеет своё поле, которое в свою очередь имеет вектор напряжённости.

Свет наз. полностью поляризованным, если 2-е взаимно 1-е компоненты Е совершают колебания с постоянной во времени разностью фаз, т.е. α₂ - α₁ = const. В этом случае конец Е в каждой точке поля описывает эллипс, лежащий в плоскости перпендикулярной к оси оХ. Уравнение этого эллипса.

E_y²/ E_oy + E_z²/ E_oz - 2E_y*E_zcos(α₂ - α₁) = sin² (α₂ - α₁)

Такая плоская электромагнитная волна наз. эллиптически-поляризованной.

Если амплитуды Еоу и Еоz одинаковая, а α₂ - α₁ = (2к+1)π/2

Если (α₂ - α₁) = кπ, к = 0, ±1, ±2… то эллипсы выражаются в α взаимно перпендикулярных прямых. Такая волна наз. линейно поляризованной.

Свет испускаемый каким-либо элементарным излучателем (атомами,…) всегда поляризован каждом акте излучения. Но макроскопические источники света состоят из огромного числа таких частиц - излучателей. Поэтому в общем случае излучения Е (Н) непредсказуемо. Такое явление наз. неполяризованным или естественным светом.

Поляризатор - устройство для получения поляризованного света из естественного.

Оптическая ось - направление в кристалле, проходя вдоль которого луч света не испытывает двойного лучепреломления.

Плоскость, проходящая через оптическую ось кристалла и рассматриваемый луч наз. главным сечением

Двойное лучепреломление наблюдается при прохождении света через прозрачные кристаллы, обладающие оптической анизотропией и заключается в разделении проходящего через в-во луча на два, каждый из которых явл. плоско-поляризованным. Явление двойного лучепреломления обусловлено зависимостью показателя преломления среды от направления колебаний электромагнитного фактора световой волны.

Круговая поляризация света - одно из проявлений поперечной по отношению к направлению распространения электромагнитных волн анизотропии, вследствие "поперечности" колебаний векторов напряжённости электрического E и магнитного H полей волны, при которой отсутствует осевая симметрия волны по отношению к направлению её распространения.

В результате поперечной анизотропии электромагнитной волны в пространстве появляются выделенные направления колебаний векторов E и H в плоскости, перпендикулярной направлению распространения. Из-за взаимной ортогональности векторов E и H для полного описания состояния колебаний в электромагнитной волне достаточно задание характера колебаний только одного из векторов этих полей, в качестве которой выбирают обычно вектор напряжённости электрического поля E.

Если конец вектора в плоскости, перпендикулярной к направлению распространения волны, описывает эллипс или окружность, то свет соответственно называется эллиптически поляризованным или поляризованным по кругу

22. Получение поляризованного света. Двойное лучепреломление в кристаллах. Призма Николь.

Поляризатор - устройство для получения поляризованного света из естественного.

Оптическая ось - направление в кристалле, проходя вдоль которого луч света не испытывает двойного лучепреломления.

Плоскость, проходящая через оптическую ось кристалла и рассматриваемый луч наз. главным сечением.

Двойное лучепреломление наблюдается при прохождении света через прозрачные кристаллы, обладающие оптической анизотропией и заключается в разделении проходящего через вещество луча на два, каждый из которых явл. плоско-поляризованным. Явление двойного лучепреломления обусловлено зависимостью показателя преломления среды от направления колебаний электромагнитного фактора световой волны.

П ризма Николя (сокр. николь) — поляризационное устройство, в основе принципа действия которого лежат эффекты двойного лучепреломления и полного внутреннего отражения.

Призма Николя представляет собой две одинаковые треугольные призмы из исландского шпата, склеенные тонким слоем канадского бальзама. Призмы вытачиваются так, чтобы торец был скошен под углом 68° относительно направления проходящего света, а склеиваемые стороны составляли прямой угол с торцами. При этом оптическая ось кристалла (AB) находится под углом 64° с направлением света.

Апертура полной поляризации призмы составляет 29°. Особенностью призмы является изменение направления выходящего луча при вращении призмы, обусловленное преломлением скошенных торцов призмы. Призма не может применяться для поляризации ультрафиолета, так как канадский бальзам поглощает ультрафиолет.