3.4.1.Estestvenny și lumină polarizată. Forma și gradul de polarizare a undelor monocromatice
Numita lumină polarizată, în care direcția de oscilație a vectorului de lumină aranjată în nici un fel. În fluctuațiile naturale de lumină în direcții diferite rapid și aleatoriu schimba reciproc.
Luați în considerare două oscilații electrice reciproc perpendiculare care apar de-a lungul axelor x și y și care diferă în fază de .
Tensiunile rezultate
, unghiul dintre vectorii
și
Acesta este dat de
În cazul în care diferența de fază trece prin schimbări haotice aleatoare, unghiul , și, prin urmare, direcția vectorului
, Se vor genera schimbări bruște dezordonate. În acest caz, lumina naturală poate fi reprezentat ca suprapunerea a două unde electromagnetice incoerente, care sunt polarizate în plane reciproc perpendiculare și având o intensitate egală. Presupunem valuri de lumină coerente, i = 0 sau = . atunci
iar oscilația rezultantă este realizată într-o direcție fixă - val este plan polarizate.
dacă
și
, togda plan de oscilație este rotit în jurul direcției fasciculului cu o viteză unghiulară egală cu kolebaniy frecvență. Lumina este polarizat circular.
În cazul unei valori arbitrare luminii este polarizate eliptic, sfârșitul vectorului
Se mișcă într-o elipsă.
În funcție de direcția de rotație a vectorului
distinge între dreapta și stânga polarizare eliptică și circulară. Dacă în raport cu direcția opusă direcției de propagare a fasciculului, vector
se rotește în sensul acelor de ceasornic, polarizarea se numește drept, în caz contrar - stânga.
Avionul în care lumina pendulează în vectorul plan-val, numit plan de oscilație. Perpendicular pe planul numit planul de polarizare.
planul luminii polarizate pot fi obținute de la folosind polarizatoare naturale. Sunt dispozitive care sunt transmise în mod liber oscilații paralele cu planul polarizor și un vibrații total sau parțial perpendicular pe planul cu efect retard său. Polarizatorului retardare parțial vibrații perpendicular pe planul său, numit imperfect. La ieșirea din această Polarizer oscilații într-o singură direcție predomină față de alte oscilații direcții în valul de lumină. O astfel de lumină se numește parțial polarizată.
Dacă lumina parțial polarizată trecut prin polarizator și rotiți dispozitivul în jurul fasciculului la un unghi
, intensitatea luminii transmise se va schimba de la
la
. Gradul de polarizare a luminii
Pentru planul luminii polarizate, pentru lumină naturală
O amplitudine de vibrații care să aibă loc într-un plan care formează un unghi cu planul polarizatorului . poate fi descompusă în două vibrații cu amplitudini
și
(Ris.3.4.1). Prima oscilație va trece prin dispozitivul, al doilea va fi întârziată. Intensitatea undei transmise este proporțională, adică este
, oscilație plan polarizor paralel transportă parts intensitate
. În znacheniya lumina naturala toate la fel de probabil, prin urmare, fracțiunea de lumină transmisă prin polarizator, valoarea medie
, t.e.1 / 2. Prin rotirea polarizor despre direcția intensității fasciculului luminii naturale transmisă rămâne aceeași, schimbarea numai orientarea planului de vibrație a dispozitivului care iese.
Să cade pe polarizator plan polarizate amplitudinea luminii
și
și
intensitate
(Ris.3.4.2). Prin dispozitivul va avea loc cu fluctuațiile de componente de amplitudine
, gde - unghiul dintre planul de oscilație a luminii incidente și planul polarizator. Apoi, intensitatea luminii transmise
Aceasta este legea Malus.
În cazul în care calea fasciculului pentru a livra două polarizatoare, avioanele de care formează un unghi . apoi eliberat din planul luminii polarizate polarizor prima la intensitatea
, unde
- intensitatea luminii naturale, iar al doilea polarizor va lumina cu o intensitate
, și intensitatea luminii transmise prin cele două polarizatoare este
Intensitatea maximă
obținut prin
(polarizatoare paralele), intensitatea minimă zero la
- polarizatoare încrucișate nu pierde.
În cazul în care un polarizator cade eliptic de lumină polarizată trece o componentă polarizator
vector
(Ris.3.4.3). Valoarea maximă a acestei componente este atins la punctele 1 și 2, iar amplitudinea afara instrumentului planul luminii polarizate este egală cu lungimea segmentului 01`. La rotirea polarizor despre direcția intensității razelor variază în intervalul
(Planul polarizatorului coincide cu axa mare a elipsei) la
(Planul polarizatorului coincide cu axa minoră a elipsei). Aceeași intensitate caracter se schimbă în timpul rotației polarizatorului obținut în cazul luminii polarizate parțial.
