Естественный и поляризованный свет

Как известно, электромагнитные волны поперечны. Однако обычно свето­вые волны не обнаруживают асимметрии относительно направления распростра­нения луча. Это объясняется тем, что в естественном свете имеются колебания, совершаемые в самых различ­ных направлениях, перпендикулярных к лучу. А это, в свою очередь, является следствием того факта, что обыч­ный свет является результатом наложения цугов волн, ис­пускаемых отдельными атомами независимо друг от друга. При этом каждый отдельный цуг можно считать линейно поляризованным. Напомним, что свет, в котором колеба­ния светового вектора, упорядочены каким либо образом называется поляризованным. Если колебания светового вектора происходят только в одной плоскости, то свет называется плоско или линейно поляризованным. Плос­кость, в которой колеблется световой вектор (вектор напряженности электрического поля световой ЭМВ), называется плоскостью колебаний. Плоскостью по­ляризации на­зывается пер­пендикулярная к ней плос­кость, проходящая через на­правление луча. В ней колеб­лется вектор напряженности магнитного поля ЭМВ.

Плоско поляризованный свет по­лу­чают из естествен­ного с помощью поляри­за­торов. Устройство поляриза­торов рас­смотрим позднее. На данный момент нас интере­сует их основное свойство: поляри­заторы свободно про­пускают световые волны с плоскостью колебаний, параллельной некоторой плос­кости, которую на­зывают плоскостью поляризатора, и полностью задержи­вают волны с плоско­стью ко­лебаний, перпендикулярной плоскости поляризатора.

Закон Малюса

Пусть на поляризатор падает линейно поляризованная волна с плоскостью колебаний, находящейся под углом к плоскости поляризатора. Исходное колебание можно разложить на два с амплитудами и . Колебание полностью задерживается поляризатором, проходит сквозь поляризатор. Если интенсивность падающей волны , то интенсивность прошедшей волны .

В естественном свете все значения равновероятны. Доля света, прошедшего через поляризатор при падении на него естественного света, будет равна среднему значению . При вращении поляризатора вокруг направления пучка естественного света интенсивность прошедшего луча остается неизменной, равной половине интенсивности падающего, – изменяется только ориентация плоскости колебаний прошедшего света.

Поставим на пути естественного света два поляризатора, плоскости которых составляют угол . Из первого поляризатора выйдет плоско поляризованный свет с интенсивностью в два раза меньше, чем у естественного. Через второй прибор пройдет составляющая амплитуды, пропорциональная . Следовательно, интенсивность света прошедшего через оба поляризатора.

(29.1)

Если на поляризатор падает плоско поляризованный свет, то интенсивность прошедшего

. (29.2)

Соотношение (29.2) называется ЗАКОНОМ МАЛЮСА.