Поляризация света

ЯВЛЕНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ СВЕТА.

ЕСТЕСТВЕННЫЙ И ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ СВЕТ

Известно, что видимый свет представляет собой электромагнитные волны с определенной длиной волны. При распространении электромагнитной волны в ней совершают колебания вектор напряженности электрического поля и вектор индукции магнитного поля . Эти векторы всегда перпендикулярны друг другу и лежат в плоскости, перпендикулярной распространения волны.

Излучение макроскопического источника света (Солнца, электрической лампы и т.д.) является суммой излучений огромного числа атомов и его свет

называют естественным. У естественного луча света колебания в плоскости, перпендикулярной к лучу, происходят по всем направлениям (рис. 1).

Если колебания вектора происходят в одной плоскости (рис.2), то свет называют плоскополяризованным (или линейно поляризованным).

Векторная диаграмма распространения поляризованной волны изображена на рис.3. Видно, что колебания вектора происходят в одной плоскости, проходящей через луч, а сама плоскость называется плоскостью поляризации.

Для выделения из неполяризованного света части, обладающей желаемой поляризацией , используют так называемые поляризаторы. В их роли может выступать кристалл исландского шпата или турмалина, а также искусственный поляризатор.

Рис.3 - Диаграмма распространения поляризованной волны

явление двойного лучепреломления

Естественный свет, попадая на оптически анизотропные среды, распадается на две полностью поляризованные волны с взаимно перпендикулярными плоскостями колебаний. При этом

Рис.4 - Явление двойного лучепреломления

одна из них, называется обыкновенной волной (о), распространяется в кристалле во всех направлениях с одинаковой скоростью и, следовательно, характеризуется постоянным значением показателя преломления n_o. Вторая световая волна, называемая необыкновенной (е), распространяется с различными скоростями в зависимости от угла, образуемого лучом и кристаллографическими осями кристалла. В связи с этим она характеризуется различными показателями преломления по различным направлениям. Значения показателя преломления необыкновенной волны, максимально отличающееся от n_o, обозначается через n_e.

Световые волны о и е полностью поляризованы. При этом колебания вектора в необыкновенной волне совершаются в плоскости «главного сечения кристалла», т.е. в плоскости, проходящей через направление распространения света и направление оптической оси, а колебания обыкновенной волны к ним перпендикулярны. Оптическая ось кристалла это такое направление в нем, в котором скорость распространения обыкновенной и необыкновенной волны одинакова. Естественный луч, проходящий вдоль оптической оси, не претерпевает раздвоения и не поляризуется.

Двойное лучепреломление обусловлено тем, что распределение электронов вокруг ядер в молекуле анизотропного вещества не обладает сферической симметрией. Поэтому и сами молекулы обладают анизотропностью по отношению к электромагнитным волнам.