Лекция 16 Поляризация света

Свет, испускаемый обычными (нелазерными) источниками, представляет собой набор множества цугов волн, электрические векторы которых колеблются вдоль всевозможных направлений, перпендикулярных лучу.

Свет называют естественным или неполяризованным, если ни одно из указанных направлений колебаний не является преимущественным.

Свет называют частично-поляризованным, если в нём имеется преимущественное направление колебаний вектора .

Если колебания светового вектора происходят только в одной, проходящей через луч плоскости, свет называют плоско или линейно поляризованным.

Упорядоченность направления вектора может заключаться в том, что векторповорачивается вокруг луча так, что его амплитуда одновременно изменяется по величине. В результате конец вектораописывает эллипс. Такой свет называютэллиптически поляризованным.

Естественный свет можно представить как сумму двух некогерентных плоско-поляризованных волн с взаимно ортогональными плоскостями поляризации.

Из естественного света можно получить плоско-поляризованный с помощью приборов, которые называются поляризаторами. Их действие основывается на поляризации света при его отражении и преломлении на границе раздела двух диэлектрических сред, а также на явлениях двойного лучепреломления и дихроизма.

Поляризаторы свободно пропускают колебания светового вектора, параллельные плоскости, которую называют «плоскостью пропускания поляризатора». Колебания, перпендикулярные к этой плоскости, задерживаются полностью или частично.

Степень поляризации

Частично-поляризованный свет можно представить в виде наложения двух некогерентных плоско-поляризованных волн с взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации, но разными по интенсивности. Его также можно рассматривать как сумму естественной (ест) и плоско-поляризованной (пол) составляющих.

Степень поляризации: , где

интенсивность поляризованной составляющей;

полная интенсивность частично-поляризованного света.

Для плоско-поляризованного света степень поляризации.

Для естественного света получаем.

Для эллиптически-поляризованного света понятие «степень поляризации» не применимо.

Закон Малюса

Поляризаторы можно использовать и в качествеанализаторов – для определения характера и степени поляризации света.

Пусть на анализатор падает линейно-поляризованный свет, вектор которого составляет уголс плоскостью пропускания(имеется в виду амплитудное значение вектора).

Анализатор пропускает только ту составляющую вектора , которая параллельна плоскости пропускания

.

Так как , то интенсивность, прошедшего через анализатор света (закон Малюса)

Если поставить на пути естественного света поляризатор, то из поляризатора выйдет плоско-поляризованный свет, интенсивность которого

.

Через поляризатор и анализатор проходит свет с интенсивностью

.

Максимальная интенсивность получается при, а приинтенсивность равна нулю, т.е. скрещенные поляризаторы свет не пропускают.

Вращая поляризатор вокруг направления эллиптически-поляризованного света интенсивность анализируемого света изменяется в пределах от до.