Вопросы для самоконтроля.

1. Какое явление называется дифракцией?

2. Сформулируйте принцип Гюйгенса-Френеля.

3. Что такое зона Френеля?

4. Как объяснить образование максимумов и минимумов с помощью принципа Гюйгенса-Френеля?

5. Как отличается дифракция Фраунгофера от дифракции Френеля?

6. Как объясняется появление «пятна Пуассона»?

7. Выведите формулу распределения интенсивности при дифракции Фраунгофера на одномерной щели.

8. Что представляет собой дифракционная решетка? Каково распределение интенсивности на экране за дифракционной решеткой? Как оно объясняется?

9. Каков принцип голографии? Каковы возможные применения голографии?

Лекция № 34

Поляризация света

План

1. Естественный и поляризованный свет. Виды поляризации. Степень поляризации.

2. Поляризация при отражении и преломлении. Закон Брюстера.

3. Поляризация при двойном лучепреломлении. Обыкновенный и необыкновенный лучи. Оптическая ось кристалла. Волновые поверхности в одноосном кристалле.

4. Поляроиды и поляризационные предметы. Поляризаторы и анализаторы. Закон Малюса.

5. Искусственная оптическая анизотропия. Эффект Керра.

6. Вращение плоскости поляризации.

1. Естественный и поляризованный свет. Виды поляризации. Степень поляризации.

В естественном свете имеются колебания, совершающиеся в самых различных направлениях, перпендикулярных к лучу. Излучение светящегося тела слагается из волн, испускаемых его атомами. Процесс излучения отдельного атома продолжается около с. За это время успевает образоваться последовательность горбов и впадин (или, как говорят, цуг волн) протяженностью примерно 3 м. Одновременно излучает множество атомов. Цуги волн, испускаемых атомами, накладываются друг на друга, образуя испускаемую телом световую волну. Плоскость колебаний для вектора напряженности электрического поля у каждого цуга ориентирована случайным образом. Поэтому в результирующей волне колебания различных направлений представлены с равной вероятностью. Свет со всеми возможными равновероятными ориентациями вектора называется естественным. (Заметим, что вектор называется световым вектором, так как при действии света на вещество основное значение имеет электрическая составляющая поля волны, действующая на электроны в атомах вещества.)

Свет. в котором направление колебаний вектора упорядоченно каким либо образом, называется поляризованным.

Виды поляризации.

1. Если колебания вектора происходят только в одной плоскости, проходящей через луч, то свет называется плоскополяризованным (или линейнополяризованным). Плоскость, в которой колеблется вектор называется плоскостью поляризации (или плоскостью колебаний).

2. Если вектор вращается по мере распространения волны в пространстве, а конец этого вектора в каждой точке пространства описывает окружность, то свет называется поляризованным по кругу (или циркулярно поляризованным).

3. Если вектор вращается вокруг направления распространения волны (вокруг луча), изменяясь периодически по модулю, при этом вектор описывает эллипс, то свет называется эллиптически поляризованным.

Если смотреть навстречу распространения волны и вектор при этом поворачивается по часовой стрелке, то поляризация называется правой, если против часовой стрелки – левой.

4. Если свет представляет смесь естественного и плоскополяризованного, то он называется частично поляризованным.

Частично поляризованный свет характеризуется степенью поляризации р, которая определяется как

(34-1)

где - максимальная и минимальная интенсивности света, соответствующие двум взаимно перпендикулярным компонентам вектора . Для плоскополяризованного света = 0 и р = 1; для естественного света , соответственно р = 0; для эллиптически поляризованного света это понятие не применяется.