Поляризация

Свет имеет электромагнитную природу. Электромагнитные волны поперечны: векторы иперпендикулярны друг другу, колебания электромагнитного поля происходят в плоскости, перпендикулярной направлению распространения электромагнитной волны.

Световые волны, испускаемые обычными источниками света (например, лампочкой накаливания), не поляризованы. Это означает, что колебания векторовипроисходят по всевозможным направлениям в поперечной плоскости. Такой свет называютестественным.

Некоторые источники (лазеры) могут испускать поляризованный свет. В таком свете колебания электрического и магнитного полей происходят не по всем направлениям, а только в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Такой свет называют линейно-поляризо­ванным(или плоско-поляризованным).

Существуют различные оптические устройства, с помощью которых неполяризованный свет можно превратить в поляризованный, их называют поляроидами. Поляроиды применяются для получения поляризованного света и его анализа (поляризаторы и анализаторы).

Если естественный свет интенсивностью I_естпроходит через два последовательно установленных поляроида, то интенсивность прошедшего света (I) зависит от угламежду между оптическими осями поляроидов:

.

Если поляризованный свет проходит через поляроид, то интенсивность прошедшего света (I) также зависит от угламежду направлением поляризации падающего света и оптической осью поляроида:

,

где I₀– интенсивность падающего поляризованного света. Это соотношение называютзаконом Малюса.

Если естественный свет падает на границу раздела двух диэлектриков, то отраженный и преломленный лучи частично поляризованы. Степень поляризации зависит от угла падения лучей и показателей преломления (n₁,n₂) диэлектриков. При падении света под определенным угломi_B(угол Брюстера) отраженный луч является полностью поляризованным, при этом отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны. Угол Брюстера вычисляется следующим образом:

.

Тепловое излучение

Тепловое излучение – электромагнитное излучение тела, обусловленное возбуждением атомов или молекул тела вследствие их теплового движения.

Основные характеристики теплового излучения

Энергетическая светимость(интегральная лучеиспускательная способность)R_э– это величина, равная потоку излучения Ф, испускаемому единицей поверхности тела во всех направлениях при абсолютной температуреТ:

R_э (Т)= Ф/S,

где S– полная поверхность тела.

Тепловое излучение обладает сплошным спектром с . Практически тепловое излучение занимает диапазон от сантиметровых волн до ультрафиолетового излучения.

Распределение энергии в спектре излучения описывается спектральной плотностью энергетической светимости r(,Т), ее еще называют лучеиспускательной способностью (или коэффициентом монохроматического излучения). Она определяется энергетической светимостьюdR_э, испускаемой в узком спектральном интервале частотd:

r(, Т) = dR_э (Т)/d.

Спектральная плотность энергетической светимости является функцией частоты (или длины волны λ) и температурыТ.

Энергетическую светимость можно выразить через спектральную плотность энергетической светимости:

.

Спектральной характеристикой поглощения является лучепоглощательная способностьА(,Т) (коэффициент монохроматического поглощения), равная отношению потока излученияdФв узком спектральном интервале частот отдо+d, поглощенного единицей поверхности тела, к потоку излученияdФ, падающего на единицу поверхности тела в этом же интервале частот:

А(,Т) =dФ/dФ.

Если тело поглощает все падающее на него излучение (во всем интервале частот и при любой температуре), т. е. А(,Т)1, то такое тело называетсяабсолютно чёрным. ЕслиА(,Т)1 и не зависит от, то тело называетсясерым.