Поляризация света

  • 06 апр. 2012 г.
  • 3191 Слова
ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА


Свет естественный и поляризованный. Поляроиды

В поперечной волне колебания (в механической — частиц вещества, а в электромагнитной — векторов напряженности поля) могут происходить в любых направлениях, лежащих в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.

Рис.1.

Если направления колебаний при этом беспорядочно меняются, ноамплитуды их во всех направлениях одинаковы (рис.1, а), то такая волна называется естественной. Если колебания происходят только в одном постоянном направлении, то такая волна называется линейно поляризованной (слово «линейно» может опускаться).

Если колебания происходят в различных направлениях, но в определенных направлениях амплитуды колебаний больше, чем в других (рис.1, б) то такаяволна называется частично поляризованной. В естественных условиях могут встречаться все виды волн. Искусственную поляризацию волны можно осуществить, пропуская ее через особое устройство (зависящее от природы волны), называемое поляризатором волны. Для волны на упругом шнуре поляризатором может служить щель между двумя параллельными плоскостями (рис. 2). Если в начальной точке шнура возбуждатьколебания в различных направлениях, то после щели они будут происходить только в плоскости, совпадающей с плоскостью щели. Если щель повернуть на некоторый угол вокруг оси, совпадающей с направлением шнура, то на соответствующий угол повернется и плоскость колебаний, щель поляризует волну в своей плоскости.

Поставим на пути поляризованной волны вторую щель. Если плоскости щелей совпадают(рис. 2, а), то колебания будут проходить через вторую щель без изменения амплитуды.

Если вторую щель повернуть на некоторый угол α, то соответственно изменится и положение плоскости, в которой происходят колебания, причем как мгновенные значения смещения, так и амплитуда А колебаний уменьшатся (рис, 2,6) по cooтношению [pic], где [pic]- амплитуда

колебания перед щелью.

Приповороте второй щели на углы от 0 до 900 амплитуда колебаний, прошедших через щель, изменяется от максимальной величины до нуля (рис. 259, б). Поэтому, вращая вторую щель вокруг оси, совпадающей с направлением распространения волны, можно по изменению амплитуды колебаний определить положение в пространстве плоскости колебания поляризованной волны. В связи с этим вторая щель называется анализаторомволны.

При поляризации света вектор Е напряженности электрической составляющей поля называют световым вектором волны, а плоскость его колебаний — плоскостью колебаний волны.

Можно считать, что в единичном акте излучения электрон в атоме испускает плоскополяри-зованную световую волну, т. е. волну, в которой колебания светового вектора происходят в одной плоскости. Поскольку один акт излучениипродолжается в течение 10-8 с, при этом образуется группа волн протяженно около 3м. Затем атом излучает новую группу волн, направление и фаза светового вектора которой не связаны с предыдущей группой.

Световая волна, излучаемая телом в целом, образуется в результате сложении волн, излучаемых множеством атомов с различной и беспорядочно меняющейся, по времени ориентировкой световых векторов. Cooтветственноменяется и направление светового вектора результирующей волны. При этом все направления для светового вектора равноценны, т. е. волна является естественной, или неполяризованной. Все естественные источники света излучают неполяризованный свет.

Опыт показывает, что линейная поляризация естественного света, особенно частичная, происходит при его отражении, преломлении и рассеянии. Это связано с тем,что вторичные волны, излучаемые атомами вещества под влиянием падающей волны, подобно микро-вибратору, излучают свет по различным направлениям неравномерно. Поэтому при образовании отраженной или преломленной (и особенно рассеянной) волны амплитуды колебаний в ней в определенных направлениях имеют наибольшую, а в других значительно меньшую величину. Таким...
tracking img