![]()
|
|||||||
Круговая поляризацияКруговая поляризация Пустm два когерентных пучка совмещаются, причем поляризации перпендикулярны.
Таким образом, результирующий пучок света является плоскопараллельным. Если же сдвиг по фазе = В последовательные моменты времени:
Таким образом, результирующий вектор Если смещать пучки одинаковой интенсивности один, из которых имеет левую, а другой правую круговую поляризацию, то в результате получим плоскополяризованный пучок (отдельные фотоны имеют круговую поляризацию). Если сложить два колебания с разными амплитудами, имеющий разность фаз, то результирующий вектор Е будет вращаться, скользя по эллипсу, т.е эллиптическая поляризация. Поляризаторы и анализаторы Пучок неполяризованного света можно поляризовать, если пропустить его через поляризатор. Рассмотрим сначала для микроволн. Экран, изготовленный из тонких параллельных проволочек является ,в этом случае хорошим поляризатором. Если пучок микроволнового излучения поляризовать вертикально и проволочки тоже натянуть вертикально, то в каждой проволочке индуцируется ток I. Индуцированный ток излучает поля
Таким образом Излучение после прохождения поляризатора оказывается плоскополяризованный в направлении оси поляризатора. На этом же принципе основано действие светового поляроидного фильтра. Он изготавливается из вещества, состоящего из длинных параллельных цепочек молекул, вдоль которых может течь электрический ток. В случае неполяризованного света составляющие поля Например, кристалл турмалина пропускает лишь волны, для которых Если взять два кристалла, то до второго доходит поляризованный свет и в зависимости от ориентации через второй кристалл проходит часть потока согласно закону Малюса. Явлении поляризации света имеет место и при отражении им преломлении света на границе двух диэлектриков. Видно усиление и ослабление света за пластинкой турмалина.
Можно использовать два зеркала (стекло) Изменяя угол наклона зеркала к лучу можно убедиться, что доля поляризованного света зависит от угла падения φ. При определенном угле падения отраженный луч оказывается полностью поляризованным Формулы Френеля Рассчитаем амплитуды и фазы, отраженных о границы раздела диэлектриков световых волн и волн, прошедших через границу раздела. Два подхода: 1) можно детально рассмотреть воздействие световой волны на электрические заряды атомов среды. Электромагнитные волны возбуждают их колебания, и затем излучение вторичных волн. Их интерференция с волной, падающей, на среду приводит, к возникновению отраженной и преломленной волн. Но решение задачи очень громоздко. 2) Из решения системы уравнений Максвелла. Свойства среды при этом задаются её Граничные условия для электромагнитного поля для тангенциальных компонент В первой среде результирующее значение поля вблизи границы = сумме полей падающей и отраженной волн, а внутри второй среды – лишь полем проходящей волны. - для тонких волн а)
б) целесообразно рассматривать два случая, когда Результаты вычисления Для случая а) граничные условия будут: Тангенциальная составляющая Нормальная составляющая терпит разрыв Из закона преломления Тогда из (**): Из (*): A из (***): Приравнивая, получим:
Тангенциальная составляющая Нормальная составляющая Второе условие получено для магнитного вектора с учетом того, что Аналогично выше изложенному: Формулы Френеля дают возможность рассчитать амплитуду каждой из компонент Физический смысл закона Брюстера. При выводе формул Френеля мы пользовались граничными условиями для электромагнитного поля, не прибегая к представлениям о вторичных волнах, испускаемых атомами. Привлечем эти рассуждения для истолкования закона Брюстера: Падающая волна возбуждает в среде 2 колебания электрические, которые становятся источниками вторичных волн, которые и дают отраженный свет. Направление колебания совпадает с направлением электрического вектора световой волны. Т.е. для среды 2 оно перпендикулярна к ОС. Представим это колебание как сумму двух колебаний Пусть свет падает под углом Брюстера, т.е. Двойное лучепреломление. Большой интерес представляет рассмотрение особенностей прохождения света через некоторые кристаллы, называемые двоякопреломляющими. Узкий пучок света, проходя через плоскопараллельную пластину такого кристалла, например исландского шпата ( В кристалле можно найти такое направление, вдоль которого раздвоение нормально падающего луча отсутствует - это оптическая ось кристалла. плоскость содержащая оптическую ось и падающий луч называется главной плоскостью (главным сечением) для данного луча. Особенность падения светового луча в кристалле связаны с его анизотропией. Значение Для одноосного кристалла (если х соответствует оптической оси): Таким образом, направление векторов
Все это усложняет рассмотрения условий распространения света. Поэтому ограничимся лишь простейшими случаями. а) Пусть узкий пучок света падает перпендикулярно на поверхность кристалла, у которого оптическая ось параллельна поверхности тогда плоскости чертежа являются главной плоскостью данного луча. По Гюйгенсу вторичный волновой фронт обыкновенного луча изобразиться полуокружностью радиуса Разность между Если вращать чертеж вокруг падающего луча, то полуокружность станет полусферой, а полуэллипс - полуэллипсом вращения. Рассмотрим некоторые простые случаи: а) луч параллельна оптической оси. Условия распространения лучей с любой поляризацией одинаковы и они не раздваиваются. б) Луч перпендикулярна оси. Электромагнитный вектор, лежащий в главной плоскости параллельно оси. Электромагнитный вектор в) Если луч идет под углом к оси, то условия распространения составляющих также неодинаковы: лучи распространяются по различным направлениям и с разными скоростями. Легко видеть, что луч с электрическим вектором
|
|||||||
|