На головну

Природний і поляризоване світло.

  1. Безробіття і її види. Природний рівень безробіття. Закон Оукена.
  2. Безробіття і її види. Природний рівень безробіття. Крива Філіпса. Регулювання ринку праці
  3. Повернення було дуже складним. Я відчувала себе втраченої, але я також відчувала маяк любові Кевіна і пішла на його світло.
  4. Питання №29. Природний приріст і тривалість життя населення
  5. ВСЕ - СВІТЛО.
  6. Дифузійне відбиття і розсіяне світло.
  7. До відправлення поїзда зі станції, пасажири повинні бути висаджені. Машиніст відключає УАВА в головній і хвостовій кабінах, включає дальнє світло. при відправлень

Глава 6. Поляризація світла і елементи кристаллооптики.

Природний і поляризоване світло.

Поляризованим називається світло, в якому напрямку коливань світлового вектора впорядковані якимось чином. У природному світлі коливання різних напрямків швидко і безладно змінюють один одного.

Розглянемо два взаємно перпендикулярних електричних коливання, що відбуваються вздовж осей x і у і розрізняються по фазі на d:

 (1)

Результуюча напруженість Е є векторної сумою напруженостей Ez і Еу (Рис. 6.1). кут j між напрямками векторів Е і Ех визначається виразом

 (2)

Якщо різниця фаз d зазнає випадкові хаотичні зміни, то і кут j, Т. Е. Напрям світлового вектора Е, буде відчувати стрибкоподібні невпорядковані зміни. Відповідно до цього природне світло можна уявити як накладення двох некогерентних електромагнітних хвиль, поляризованих у взаємно перпендикулярних площинах і мають однакову інтенсивність. Таке уявлення набагато спрощує розгляд проходження природного світла через поляризаційні пристрої.

Припустимо, що світлові хвилі Ех і Еу когерентні, причому d дорівнює нулю або тт. Тоді згідно (2)

Отже, результуюче коливання відбувається в фіксованому напрямку хвиля виявляється плоскополярізованний. Природний і поляризоване світло У разі, коли А1 = А2 і d = ± p / 2,

Звідси випливає, що площина коливань повертається навколо напрямку променя з кутовий швидкістю, рівній частоті коливання ш. Світло в цьому випадку буде поляризованим по колу.

Щоб з'ясувати характер результуючого коливання в разі довільного постійного значення d, візьмемо до уваги,

Мал. 6.1 рис. 6.2

що величини (1) представляють собою координати кінця результуючого вектора Е (рис. 2). Нам відомо, що два взаємно перпендикулярних гармонійних коливання однакової частоти при складанні дають в загальному випадку рух по еліпсу (зокрема, може вийти рух по прямій або по колу). Аналогічно точка з координатами, визначеними виразами (1), т. Е. Кінець вектора Е, рухається по еліпсу. Отже, дві когерентні плоскополярізованний світлові хвилі, площини коливань яких взаємно перпендикулярні, при накладенні один на одного дають еліптично поляризовану світлову хвилю. При різниці фаз d, що дорівнює нулю або p, еліпс вироджується в пряму і виходить плоскополярізованний світло. При d = ± p / 2 і рівності амплітуд хвиль еліпс перетворюється в коло - виходить світло, поляризований по кругу.

Плоскополярізованний світло можна отримати з природного за допомогою приладів, які називаються поляризаторами. Поляризатор, що затримує перпендикулярні до його площини коливання тільки частково, ми будемо називати недосконалим.

На виході з недосконалого поляризатора виходить світло, в якому коливання одного напрямку переважають над коливаннями інших напрямків. Таке світло називається частково поляризованим. Його можна розглядати як суміш природного та плоскополяризованого світла. Частково поляризоване світло, як і природний, можна представити у вигляді накладення двох некогерентних плоскополярізованний хвиль з взаємно перпендикулярними площинами коливань. Відмінність полягає в тому, що в разі природного світла інтенсивність цих хвиль однакова, а в разі частково поляризованого - різна.

Якщо пропустити частково поляризоване світло через поляризатор, то при обертанні приладу навколо напрямку променя інтенсивність минулого світла буде змінюватися в межах від Imах до Imin, Причому перехід від одного з цих значень до іншого буде відбуватися при повороті на кут, рівний p / 2 (за один повний поворот два рази буде досягатися максимальне і два рази мінімальну значення інтенсивності). вираз

 (3)

називається ступенем поляризації. Для плоского поляризованого світла Imin = 0 і Р = 1; для природного світла Imax= Imin і Р = 0. K еліптично поляризованого світла поняття ступеня поляризації не застосовується (у такого світла коливання повністю впорядковані.

Коливання амплітуди А, відбувається в площині, що утворює з площиною поляризатора кут j, можна розкласти на два коливання з амплітудами и  (Рис.3; промінь перпендикулярний до площини малюнка). Перше коливання пройде через прилад, друге буде затримане. Інтенсивність пройшла хвилі пропорційна

т. е. дорівнює

,

де I - інтенсивність коливання з амплітудою А. Отже, коливання, паралельне площині поляризатора, несе з собою частку інтенсивності, що дорівнює cos2j. У природному світлі всі значення j різновірогідні. Тому частка світла, що пройшло через поляризатор, буде дорівнювати середовищ

Мал. 6.3 рис. 6.4

нього значенням cos2j, т. е. 1/2. При обертанні поляризатора навколо напрямку природного променя інтенсивність минулого світла залишається однією і тією ж, змінюється лише орієнтація площини коливань світла, що виходить з приладу.

Нехай на поляризатор падає плоскополярізованний світло амплітуди А0 і інтенсивності I0 (4). Крізь прилад пройде складова коливання з амплітудою А = А0cosj, де j - кут між площиною коливань падаючого світла і площиною поляризатора. Отже, інтенсивність минулого світла I визначається виразом

 (4)

Співвідношення (4) носить назву закону Малюса.



Установка гравійних фільтрів | Формули Френеля.

Оптична анізотропія кристалів. | Одноосьові і двовісні кристали. | Рідкі кристали. | Кристалічну пластинку. | Кристалічна, платівка між двома поляризаторами. | Штучна анізотропія. | Обертання площини поляризації. | Приклади розв'язання задач |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати