Поляризация света

Свет, излучаемый отдельным атомом, является электромагнитной волной, которая состоит из двух взаимноперпендикулярных составляющих – электрической (вектор напряженности Е) и магнитной (вектор напряженности Н) волн, распространяющихся в направлении перпендикулярном плоскости векторов Е и Н.

Луч (свет), у которого электрические колебания происходят только в одной плоскости, называется поляризованным. Таким образом, свет излучаемый одним атомом является поляризованным (рис. 74а).

Естественные источники излучают неполяризованный свет, так как он образуется совокупностью излучений всех атомов вещества (рис.74б). Иногда имеет место частично поляризованный свет (рис.74в).

Естественный свет можно поляризовать, если он проходит через анизотропное прозрачное вещество, такое, что колебания вектора напряженности электрического поля

Рис.74

выходящего света совершались бы вдоль одного определенного направления (рис.75а).

Если за кристаллом, образующим поляризованный свет (поляризатор) поместить такой же кристалл, имеющий возможность вращения относительно луча, то интенсивность света после прохождения последнего будет изменяться по закону Малюса

, (157)

где α – угол между направлением поляризации луча и направлением пропускания второго кристалла (анализатора).

Рис.75

Поляризованный свет можно получить также при преломлении и отражении на границе изотропных сред (рис.75б).

Так, Угол полной поляризации α_р зависит от относительного показателя преломления отражающей среды (закон Брюстера)

. (158)

Некоторые вещества поворачивают плоскость поляризации. Они называются оптически активными (сахар, никотин, винная кислота, кварц). Угол поворота Θ плоскости поляризации зависит от длины пути света в веществе и его концентрации С.

. (159)

Отсюда .

где α – удельное вращение (градм²/кг).

Это свойство используется в поляриметрах, состоящих из поляризатора и анализатора между которыми помещается кювета с исследуемым веществом. По измерению Θ и известному значению ℓ, для данного вещества можно вычислить концентрацию раствора.

Вопросы для самоконтроля

1.Чему равна скорость света?

2.Какая среда называется оптически однородной?

3.Как изменяется длина световой волны и частота при переходе света из одной среды в другую?

4.Каков физический смысл показателя преломления?

5.Какие условия должны быть выполнены при полном внутреннем отражении?

6.Постройте изображение предмета в поле линзы, если он находится между оптическим центром и фокусом.

7.Каковы основные фотометрические характеристики?

8.При каком условии получается интерференционная картина?

9.Почему увеличение оптических приборов ограничено?

10.Что называется дифракционной решеткой? Чему равна постоянная решетки?

11.Какова физическая сущность процесса поляризации света, проходящего через анизотропный кристалл?