• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Поляризація

Види поляризації. У природному світлі коливання світового вектора різних напрямків швидко і невпорядковано змінюють одне одного у площині, що перпендикулярна до напрямку поширення світла (див. рис. 81, а)

Рис. 81

Таке світло називається неполяризованим. Амплітуда коливань світлового вектора у нього по всіх напрямках у площині, перпендикулярній до напрямку поширення променя, однакова і, якщо з’єднати кінці світлових векторів різних напрямків, то отримаємо коло (див. рис. 81, б).

Світло, в якого коливання світлового вектора впорядковано якимось чином називається поляризованим. Розрізнюють часткову і повну поляризацію.

У частково поляризованого світла амплітуда коливань у якомусь напрямку більша, ніж у перпендикулярному тобто є домінуючий напрямок і є часткова впорядкованість в коливаннях світлового вектора. Якщо з’єднати кінці світлових векторів різних напрямків то отримаємо еліпс (див. рис. 81, в).

У повністю поляризованого світла коливання світлового вектора повністю впорядковані. На рис. 81, г показано повністю поляризоване світло, в якого коливання світлового вектора відбувається в одній площині (плоско поляризоване світло).

Поляризацію променя світла можна зобразити за допомогою двокінцевих стрілок і точок. Стрілки позначають коливання світлового вектора у площині рисунка, а точки – коливання, що перпендикулярні до площини рисунка. Для неполяризованого світла густина стрілок і точок на промені однакова, для частково поляризованого – більша густина або стрілок, або точок, для повністю поляризованого світла на промені або тільки стрілки, або тільки точки (залежно від напрямку коливання світлового вектора).

Мірою поляризації є ступінь поляризації

,

де – максимальна інтенсивність, – мінімальна інтенсивність (у перпендикулярному напрямку). Для неполяризованого світла і , для частково поляризованого , для повністю поляризованого і .

Поляризатори. Природне неполяризоване світло перетворюється на поляризоване за допомогою поляризаторів. Поляризатори – це пристрої, які пропускають коливання, що паралельні площині поляризатора, і повністю затримують коливання, що перпендикулярні до неї.

Якщо на поляризатор падає поляризоване світло з інтенсивністю і площина коливань світлового вектора складає кут з площиною поляризатора, то інтенсивність світла на виході поляризатора (див. рис. 82, а) визначається за формулою

. (6.14)

Формула (6.14) має назву закону Малюса.

Якщо на поляризатор падає неполяризоване світло (див. рис. 82, б), то кут у формулі (6.14) приймає будь-які значення від 0 до 2p і потрібно провести усереднення по всіх можливих кутах. Середнє значення і в результаті

.

Рис. 82

Поляризація при відбитті і заломленні. Якщо на межу розподілу двох середовищ з абсолютними показниками заломлення і (перше середовище – це середовище, в якому поширюється падаючий промінь, друге середовище – де заломлений) падає природній (неполяризований) промінь світла, то відбитий і заломлений промені будуть частково поляризованими. При цьому в відбитому промені домінують коливання перпендикулярні до площини падіння, а у заломленому – паралельні до площини падіння (див. рис. 83).

Рис. 83

При зміні кута падіння змінюються ступені поляризації відбитого і заломленого променів. При куті , що задовольняє

, (6.15)

відбитий промінь стає повністю поляризованим (), а ступень поляризації заломленого досягає максимуму, але менше 1 (тобто залишається частково поляризованим), Формула (6.15) називається законом Брюстера (або законом повної поляризації), а кут – кутом Брюстера (або кутом повної поляризації).

Описане явище поляризації світла при відбитті і заломленні має в своїй основі той факт, що випромінювання зарядів, які коливаються, має направлений характер. У напрямку коливань заряджена частинка не випромінює. Якщо кут падіння дорівнює куту Брюстера напрямок паралельних коливань частинок середовища збігається з напрямком відбитого променя. Тому у відбитому промені залишаються тільки перпендикулярні до площини падання коливання.

Поляризація при подвійному променезаломленні. При проходженні через деякі кристали світловий промінь розділяється на два промені. Це явище отримало назву подвійного променезаломлення. Вперше воно спостерігалося у кристалах ісландського шпату ().

Напрямок у кристалі, поширюючись вздовж якого промінь світла не розділяється на два промені, називається оптичною віссю кристала, а площина, що проходить через оптичну вісь і падаючий промінь – головним перерізом кристала.

Один із заломлених променів задовольняє звичайним законом заломлення і називається звичайним (позначається буквою о), інший – не задовольняє і називається незвичайним (позначається буквою е). Коливання світлових векторів у звичайному і незвичайному променях здійснюються у перпендикуляр них площинах: у незвичайного променя в головному перерізі кристала, у звичайного – перпендикулярного до нього (див. рис. 84). Явище подвійного променезаломлення спостерігається для всіх прозорих кристалів за винятком тих, що належать до кубічної системи. В кристалах некубічної системи діелектрична проникність , отже, і абсолютний показник заломлення , залежать від напрямку променя, що і призводить до виникнення подвійного променезаломлення.

Рис. 84

Призма Ніколя. На використанні явища подвійного променезаломлення заснована дія поляризатора, який називається призмою Ніколя, або просто ніколем. Ніколь являє собою призму із ісландського шпату, розрізану по діагоналі і склеєну прозорим клеєм (див. рис. 85).

Рис. 85

Показник заломлення клею вибирається так, щоб виконувалася умова

,

де n₀ – показник заломлення для звичайного променя, – для

незвичайного. Тоді при падінні на клеєву плівку звичайний промінь падає з середовища оптично більш густого у середовище оптично менш густе і, якщо підібрати кут нахилу призми так, щоб кут його падіння на клеєву плівку був більший за кут повного внутрішнього відбиття, то звичайний промінь відбивається від клеєвої плівки, а незвичайний – проходить. У результаті при падінні на ніколь неполяризованого світла на виході воно буде повністю поляризованим.

Читайте також:

1. Діелектрики в електричному полі. Поляризація діелектриків
2. Лекція 21. Поляризація
3. Поляризація густих газів, рідин та твердих тіл. Поле Лоренца
4. Поляризація діелектрика
5. ПОЛЯРИЗАЦІЯ ДІЕЛЕКТРИКІВ
6. Поляризація іонів.
7. Поляризація іонних кристалів.
8. ПОЛЯРИЗАЦІЯ СВІТЛА ПРИ ВІДБИВАННІ І ЗАЛОМЛЕННІ. ЗАКОН БРЮСТЕРА
9. Поляризація світла. Типи і способи поляризації
10. Пружна електронна поляризація.

Переглядів: 2725