4.1.4 Поляризація світла: лінійна, колова та еліптична поляризації. Еліпсометрія. Подвійне променезаломлення. Поляризаційні призми.

Світло це ел.-маг. коливання, які поширюються увигляді поперечних ел.. маг.. хвиль. Електромагнітна хвиля характеризується векторами Е і В, які розміщені у взаємно перпендикулярних площинах і колив у однакових фазах. Ці вектори коливаються в ізотропному середовищі перпендик до напрямку поширення коливань. Якщо у світловій хвилі коливається в різних напрямках то світло наз природним.

Під лінійно поляризов св розуміють таке св у якого коливається в одній площині. Світло частково поляризоване у якого один із напрямків є переважаючим. Частково поляриз розгляд як суміш природного і лінійно поляризованого. Якщо коливається тільки в одному напрямі перпен до променя, то світло наз плоскополяризованим. Площина, яка проходить ч/з напрям коливань і промінь наз плошиною коливань.

Площиною поляризації наз площина, яка перпенд до площини коливань вектора .

Розглянемо поляризацію св при його відбиванні і заломленні. Поляриз св можна добути при його відбив і заломленні від межі поділу двох діелектриків. Якщо кут падіння на межу поділу двох діелект відмінний від нуля, то відб і заломл промінь будуть частково поляризов. У відбитому промені переважають коливання ел вектора , які перпен до площини падіння.Ступінь поляризації залежить від кута падіння. При куті падіння, який задов умові -- закон Брюстера, де r_Б – наз кутом повної поляризації відбитого променя, n₁₂- показник заломлення другого середовища відносно першого. Відбитий кут повністю поляризований. Якщо промінь падає на границю розділу під кутом Брюстера, то відбитий і заломлений промені взаємно перпен. Прилад за допомогою якого отримують лінійнополяриз світло наз поляризаторами.

Еліптично і колове поляризоване світло

Коли кінець вектора описує еліпс – світло називається еліптично поляризованим, а коли коло – циркулярно поляризованим або поляризованим по колу.

При додаванні двох взаємно перпендикулярних коливань вектор у загальному випадку описує еліпс

Я кщо – еліпс вироджений і тоді коливання вектора відбуваються вздовж однієї лінії, тобто світло – лінійно поляризоване При відбувається поляризація по колу.

Якщо дивитися на промінь і вектор повертається за годинниковою стрілкою, маємо праву поляризацію, а коли проти – ліву.

Еліпсометрія - це точний і високочутливий поляризаційно оптичний метод, який використовується для дослідження поверхні і межі роздулі різноманітних середовищ ( твердих, рідких, газуватих), в основу дії якого покладено зміна поляризації світла після взаємодії з поверхнею на межі поділу середовищ.

Подвійне променезаломлення.

У природі є анізотропні речовини оптичні властивості яких у різних напрямках різні. До таких матеріалів відносять, кристали ісландського шпату і кварцу. І при проходженні світла ч/з ці матеріали спостерігається роздвоєння променя на 2-а, поляризованих у взаємноперпен площинах. Для одного з променів викон закон заломлення і цей промінь наз звичайним (о), для другого – не виконуються, і промінь наз незвичайним (е). Напрям вдовж якого подвійного променезал нема наз оптичною вісю кристала, якщо такий напрям один то кристал наз одноосним. Площину яка проходить через падаючий промінь і опт вісь кристала наз головним перерізом кристала. Промені (о, е) є одночасно поляриз.

Розглянемо призми Ніколя: вона складається з кристала ісландського шпату, який має форму паралелепіпеда. Цей парал розрізають похило по площині на дві частини, а потім склеюють канадським бальзамом. Нехай природній промінь падає на нижню грань призми у площині головного перерізу під таким кутом , що заломлені промені роздвоївшись ідуть майже по ребрам. Поскільки тому звичайний промінь іде з більш густого серед в менш густе і кут падіння підбир так щоб він попав на зачорнену бічну поверхню і згас. Тому в результаті через призму виходить повністю лінійно поляр світло. Геометрія призми вибирається так, щоб забезпечити виконання умови повного внутрішнього променя в призмі. Другий тип це призми Волластона: при переході звич і незвич промінь міняються місцями і обидва променя, що виходять є лін. поляризованими.