поляризованный свет

Естественный и поляризованный свет
Естестенным поляризованным светом называется свет в котором колебания всетового вектора упорядоченно каким – либо
образом. В естественном свете колебания различных направлений быстро и беспорядоченно сменяют друг друга.
 E x  A1  cos t

 E y  A2  cos t
В какой –то момент времени удобно разложить : 
Ey
E
E
tg 

Ex
E x2  E y2
Ey
Ex

A1  cos t   
A2  cos t 
1 )  = var    var – случайная величина ( случайно ведет себя )
2 )  = или   tg = const =  A1/A2 - плоско параллельная волна
3)
 

2
и
A1  A2  tg   tg t - циркулярно поляризованный
4)  = const A1  A2
 - разность начальных фаз
Е
Е
Е

3

2
2
Свет идет по
кругу
Е
Е
0
Для случая 1
Для случая 2
Для случая 3

2
Для случая 4
Левая и правая кругавая поляризация – в зависимости от направления вращения вектора Е различают левую и правую
элеатическую или кругавую поляризацию, если по отношению к направления противоположному рапространению луча вектор
Е вращается по часовой стрелки то говорят о правой поляризации и наоборот.
Плотность поляризации – плотность, в которой колеблется световой векрор плоско поляризованной волны.
Пример поляризации для механических волн
Вводится понятие частично поляризованного света, как смесь поляризованного и естественного света и для его характеристики
вводится понятие степени поляризации Р. Степель поляризации рассчитывается по формуме
P
I max  I min
;
I max  I min
I min  0  p  1 - принимает максимальное значение. Это соответствует русунку для случая 2.
2 ) если I min  I max  p  0 - принимает среднее значение. Это соответствует русунку для случая 1.
1 ) если
3 ) Понятие Р не применимо для элиптически поляризованного света. Это соответствует русунку для случая 3 и 4.
Поляризатор – техническое устройства для получения из естественного света плоско поляризованный.
На практике мы имеем дело с реальным ( не совершенным ) поляризатором, которое – лишь частично выполняет свою задачу,
т.е. на выходе мы получаем смесь плоско поляризованного и естественного света, что не соответствует понятию частистично
поляризованного света. На последующем рисунке мы получаем плоско поляризованный ( в плоскости Р ) свет. Плоскость Р
определяется свойствами самого поляризатора. При вращении поляризатора вокруг оси интенсивность плоско поляризованного
света не изменится, а будет меняться плоскость поляризации плоско поляризванного света ( направление колебания световой
волны).
Естественный
свет

Е
I0
Iп
P
- Направление возможного
поворота плоско
поляризованного света
I0
Р – плоскость поляризации;
- интенсивность
1
I п  I 0 = const
2
Поляризатор
Во многоих оптических приборах применяется схема в которой находится два поляризатора последовательно помещенных друг
за другом, при этом первый поляризатор выполняет ту самую функцию которая была описана ранее, а второй – анализирует это
излучеие и позволяет определить степень поляризации. Второй поляризатор по своей функции называется анализатором.
Если мы направим световую волну в противоположном направлении, то ничего не изменится, т.к. эти два устройства ничем не
отличаются.
1   0
I0
2  
Iп 

IA 
1
I
2 0
поляризатор
анализатор
Iп 
1
I
2 0
IA  0
Iп 
1
I
2 0
IA 
2
I0
3 0   
1
I
2 0

2
I0
1
I cos 
2 п

Случай 2 – скрещенные поляризаторы. Наиболее используемый случай в технике.
Все случай ( 1-3 ) представленны без учета : отражения от поверхностей, рассеивания оптических материалов, собственного
поглащения ( считаел оптически прозрачные среды ) – идеальный поляризатор. Если мы имеем коэффициент отражения, то
прошедший свет рассчитывается по формуле : I 1  1  R I 0 Коэффициентов ( 1-R ) будет столько через сколько плоскостей
проходит луч.
Закон Малюса : I A 
1
I cos2 
2 0
Виды поляризаторов : ( смотреть самостоятельно ); Наиболее известный вид : призма Николя; ( Два скрещенных Николя =
два скрещенных поляризатора );
Поляризация при отражении и преломлении
2
D
C
1
2
A
B
n1
1
2
n2
1
1
n1  n2
 E1  E 2 ; D1n  D2 n

 B1  B2 ; B1n  B2 n
  d  
E
l dl  dl S B dS . E1  l  0
E1  E 2
K
 K1x  K2 x
0x

K1x  K1 sin 1

K 2 x  K2 sin 2
c
n1 sin 1 

c
n2 sin 2
sin 1 n1

sin 2 n2
k2
E 2
E 2||
n2
n1
k1
E1
k1
E
E1||
||
0
E 0
 E 0  E1  E 2

n1  cos1  E 0  E1   n1  cos1 E 2
n1  E 0||  E1||   n2 E 2||

cos1  E 0||  E1||   cos1 E 2||
Две независимые линейные поляризации.
sin1  2 
E1
;
  
E0
sin1  2 
E1|| tg1  2 

E 0|| tg1  2 
E1 E1|| n1  n2


E 2 E 2|| n1  n2
п ри 1  2  0
R R||
1
1
R
R
1
| | составляющая
 составляющая
n1
R||
б р

2

n1
n2

б р
2
n2
2
n1  n2
2
При падении излучения под углом Брюстера получаем – коэффициент отражения для параллельной составляющей будет = 0.
Тангенс угол Брюстера равен относительному показателю преломления n21 этих двух оптических сред. Доказать
самостоятельно, что угол между преломленным и отраженным равен 90.Угол Брюстера для стекла  5657.