7. Естественный и поляризованный свет. З-н Брюстера. З-н Малюса.

Следст-м теории Максвелла явл. поперечность свет-х волн: векторы напряжённостей электр-го Е и магн. Н полей волны взаимно ┴ и колебл-ся ┴ вектору скор. v распр-я волны (┴ лучу). Поэтому для опис-я законом-й поляриз-и света дост-но знать поведение лишь одного из вект-в. Обычно все рассужд-я вед-ся относ. свет-го век-ра – век-ра напряж-ти эл. поля Е. Свет предст-т собой суммарное эм излуч-е множ-ва атомов. Атомы излуч-т независ-мо друг от друга, поэт. свет-я волна характ-ся всевозм-ми колеб-ми свет-го век-ра (рис. 1, а; луч ┴ плоск-ти рис.).

С вет со всевозм-ми равновер-ми ориентац-ми вектора Е (а => Н) наз. естественным. Свет, в кот. направ-я колеб-й свет-го век-ра упорядочены, наз. поляризованным. Так, если в рез-те каких-либо внеш. воздейс-й появл-ся преимущест-е напр-е колеб-й вект. Е или Н, то это частично поляриз-й свет (рис. 1, б). Свет, в кот. вектор Е, (и Н) колеб-ся только в одном напр-и, перпен-м лучу (рис. 1, в), наз. плоскополяриз-м (линейно поляриз-м). Плос-ть, прох-я ч/з напр-е колеб-й свет-го век. плоскополяр-й волны и напр-е распр-я этой волны, наз. плоск-ю поляриз-и. Степенью поляр-и наз. величина где I_max и I_min – соот-но макс-я и мин-я интен-ти частично поляриз-го света, пропуск-го анализатором. Для естест-го света I_max=I_min и P=0, для плоскопол-го I_min=0 и P=1. Ест-й свет мож. преобр-ть в плоскопол-й, исп-я т.н. поляризаторы, пропуск-е колеб-я только опред-го направ-я (напр., пропуск-е колеб-я, парал-е главной плос-ти поляриз-ра и полностью задержив-е колеб-я, ┴ этой плос-ти). В кач. поляриз-ров м.б. исп. среды, анизотропные в отнош-и колеб-й век. Е, напр. кристаллы, напр., турмалин. Рассм. опыты с турмалином (рис. 2).

Направим ест-й свет ┴ пластинке турмалина Т₁, вырезанной парал-но т.н. опт-й оси ОО^/. Вращая кристалл Т₁ вокруг напр-я луча, никаких измен-й интен-ти прошед-го ч/з турмалин света не набл-м. Если на пути луча поставить вторую пласт. Турмалина Т₂ и вращать её вокруг напр-я луча, то интен-ть света, прошед-го ч/з пластинки, меняется в завис-ти от угла α между опт-ми осями кристаллов по закону Малюса: I=I₀ cos²α (*), где I₀ и I – соот-но интен-ти света, падающего на второй кристалл и вышедшего из него. => интен-ть прошед-го ч/з пластинки света меняется от мин-ма при α=π/2 (опт-е оси пласт-к ┴) до макс-ма при α=0 (опт-е оси пласт-к парал-ны). Однако, как => из рис. 3, ампл-да Е свет-х колеб-й, прошед-х ч/з пласт-ку Т₂, будет меньше ампл. Свет-х колеб-й Е₀, падающих на плас-ку Т₂: E=E₀ cos α. Т.к. интен-ть света ~ квадрату ампл-ды, то получ-ся выраж-е (*).

Рез-ты опытов с турмалином объяс-ся просто, если исходить из излож-х выше усл-й пропускания света поляриз-м. Первая пласт-ка пропускает колеб-я только опред-го направ-я (на рис. 3 это напр-е АВ), т.е. преобраз-т ест-й свет в плоскополяр-й. Вторая пласт-ка в завис-ти от её ориентации из поляр-го света пропускает большую или меньшую его часть, которая соот-ет компоненту Е, парал-му оси второго турмалина. На рис. 3 обе плас-ки располжны так, что направ-я пропускаемых ими колеб-й АВ и А^/В^/ ┴ друг другу. В данном случае Т₁ пропускает колеб-я, напр-е по АВ, а Т₂ их полностью гасит. Плас-ка Т₁, преобр-я ест-й свет в плоскопол-й, явл-я поляриз-м. Плас-ка Т₂, служ-я для анализа степени поляр-и света, наз. анализатором. Если пропустить ест-й свет ч/з два поляр-ра, главные плос-ти которых образуют угол α, то из первого выйдет плоскопол-й свет, интен-ть кот. I₀=1/2 I_ест, из второго, согласно (*), выйдет свет интен-ю I=I₀cos²α. => нитен-ть света, прошед-го ч/з два поляриз-ра I=1/2 I_естcos²α, откуда I_max=1/2 I_ест (поляр-ры парал-ны) и I_min=0 (скрещены).

З-н Брюстера – соотнош-е меж. показ-м прелом-я n диэлектрика и таким углом пад-я φ_Б на него ест-го (неполяриз-го) света, при к-ром отражённый от повер-ти диэл-ка свет полностью поляризован. При этом отраж-ся толь. компонента E_S электрич. век. свет-й волны, перпен-ая плос-и падения, т. е. парал-я повер-ти раздела; компонента E_P, лежащая в плос-и падения, не