Естественный и поляризованный свет.

Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества атомов. Атомы же излучают световые волны независимо друг от друга, поэтому световая волна, излучаемая телом в целом, характеризуется всевозможными равновероятными колебаниями светового контура (рис 4.1.1а). В данном случае равномерное распределение векторов Е объясняется большим числом атомарных излучателей, а равенство амплитудных значений векторов Е – одинаковой интенсивностью излучения каждого из атомов. Свет со всевозможными равновероятными ориентациями вектора Е называется естественным.

Свет, в котором направления колебаний светового вектора упорядочены каким-то образом упорядочены называется поляризованным. Свет, в котором вектор Е колеблется только в одном направлении, перпендикулярном лучу (рис 4.1.1в). называется плоскополяризованным.

рис 4.1.1.

Степенью поляризации называется величина

, (4.1.1.)

Рассмотрим классические опыты с турмалином (рис 4.1.2). Направим естественный свет перпендикулярно пластинке турмалина Т₁, вырезанной параллельно так называемой оптической оси. Вращая кристалл Т₁ вокруг направления луча, никаких изменений интенсивности прошедшего через турмалин света не наблюдаем. Если на пути луча поставить вторую пластинку турмалина Т₂ и вращать ее вокруг направления луча, то интенсивность света, прошедшего через пластинки меняется в зависимости от угла α между оптическими осями кристаллов по закону Малюса.

(4.1.2)

Однако, как это следует из рис 4.1.3, амплитуда Е световых колебаний, прошедших через пластинку Т₂, будет меньше амплитуды световых колебаний Е₀, падающих на пластинку Т₂:

(4.1.3)

Так как интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды, то и получается выражение (4.1.2)

Результаты опытов с кристаллами турмалина объясняются довольно просто, если исходить из предложенных условий пропускания света поляриза­тором. Первая пластинка турмалина пропускает колебания только опреде­ленного направления (на рис.4.1.2 это направление показано стрелкой АВ) т.е. преобразует естественный свет в поляризованный. Вторая же пластинка турмалина в зависимости от ее ориентации из поляризованного света пропускает большую или меньшую его часть, которая соответствует компоненту Е, параллельному оси второго турмалина. обе пластинки расположены так, что направления пропускаемых ими колебаний АВ и А’В’ перпендикулярны друг другу. В данном случае Т1 пропускает ко­лебания, направленные по АВ, а Т2 их полностью гасит, т.е. за пластинку Т2 свет не проходит.

рис 4.1.2.

Пластинка Т1, преобразующая естественный свет в плоско поляризованный, является поляризатором. Пластинка Т2, служащая для анализа степе­ни поляризации света, называется анализатором. Обе пластинки совершенно одинаковы. Если пропустить естественный свет через два поляризатора, плоскости которых образуют угол a, то из первого выйдет плоскополяризованный свет, интенсивность которого I0=1/2 IОСТ

I=1/2 I_ОСТ cos a (4.1.4)

рис 4.1.3.