1. Поляризация света, свет естественный и поляризованный

При действии света на вещество основное значение имеет электрическая составляющая поля волны, которая воздействует непосредственно на электроны в атомах вещества. Поэтому вектор Eнапряженности электрической составляющей поля называют световымвекторомволны, а плоскость его колебаний -плоскостью колебаний волны.Электромагнитную волну, в которой векторыЕи, следовательно, векторыН лежат во вполне определенных плоскостях, называютплоскополяризованной (рис1.1).Плоскость, проходящая через электрический векторЕи направление распространения электромагнитной волны, являетсяплоскостью поляризации.

Рис.1.1 Взаимное расположение электрического вектора Еи магнитного вектораНв плоскополяризованной волне.

Плоскополяризованную волну излучает отдельный атом. В естественном свете, идущем от Солнца, накаленной нити лампочки, газоразрядной трубки, пламени, и т.п., складываются неупорядоченные излучения множества хаотически ориентированных атомов, поэтому направления Ене выдерживаются в одной плоскости. Такой свет можно рассматривать как наложение плоскополяризованных волн с хаотической ориентацией плоскостей колебаний, электрические векторы ориентированы по всевозможным, перпендикулярным к лучу направлениям. Сечение луча О в некоторый момент времени и проекции векторовЕна плоскость, перпендикулярную лучу показаны на рис.1.2

Рис.1.2 Проекции векторов Ена плоскость, перпендикулярную лучуО.

Если у светового луча амплитудные значения вектора Еоказываются

неодинаковыми для различных плоскостей колебания, то такой луч называется частично поляризованным. На рис.1.3 изображен частично поляризованный луч, у которого колебания совершаются преимущественно в вертикальной плоскости.

Рис.1.3 Проекции векторов Ена плоскость, перпендикулярную лучуО.

Плоская поляризация света, особенно частично поляризованная, - очень распространенное явление, возникающее при отражении, преломлении и рассеянии света окружающими телами. Однако человеческий глаз не обнаруживает различия между поляризованными лучами, имеющими различную ориентацию плоскости колебания и вообще не отличает поляризованного света от естественного. В связи с этим все наблюдения поляризации света или связанных с ней явлений производятся только с помощью соответствующих приборов.

Устройство, позволяющее получать поляризованный свет из естественного, называют поляризатором. Он пропускает только составляющую вектораЕи соответственноНна некоторую плоскость -главную плоскость поляризатора. При этом через поляризатор проходит только половина интенсивности естественного света. При вращении поляризатора относительно луча естественного света будет поворачиваться плоскость колебаний вышедшего плоскополяризованного света, но интенсивность его изменяться не будет. Поляризатор можно использовать для анализа поляризованного света, тогда его называютанализатором.

2. Закон Малюса

Если плоскополяризованный свет с амплитудой электрического вектора Е₀ падает на анализатор, то он пропустит только некоторую составляющуюЕ, равнуюЕ = Е₀ cos, где- угол между главными плоскостями поляризатораРи анализатора А(рис.1.4).

P

Рис.1.4 Ориентация главных плоскостей анализатора А и поляризатора Р.

Так как интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды колебаний (I ~ E²), то получаем:

I = I₀ cos²,

где I₀ - интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор,I - интенсивность света, вышедшего из анализатора.

Это уравнение выражает закон Малюса. Закон Малюса лежит в основе расчета интенсивности света, прошедшего через поляризатор и анализатор во всевозможных поляризованных приборах.