Свет, у которого колебания вектора - напряженности электрического поля каким-либо образом упорядочены, называется поляризованным. Вектор напряженности магнитного поля колеблется в другой (перпендикулярной) плоскости (названной плоскостью поляризации света ).
Вопросы:
1. Естественный и поляризованный свет.
1.Естественный и поляризованный свет. Поляризованным называется свет (см. выше), в котором направления колебаний светового вектора ` Е упорядочены каким-либо образом. В естественном свете, испускаемом обычными источниками света, колебания разных направлений светового вектора ` Е быстро и беспорядочно сменяют друг друга.
Для рассмотрения прохождения естественного света через поляризационные устройства удобно использовать следующую методику. Пусть два взаимно перпендикулярных колебания вектора напряженности электрического поля свершаются вдоль осей х и у и отличаются по фазе на d:
Еx = A1 coswt, Еy = A2 cos(wt + d). (1)
Результирующая напряженность Е является векторной суммой Ех и Еу (рис.1), причем угол j между направлениями векторов Е и Ех определяется равенством
|
|
tg j = Е y /Е x = A2 cos(wt + d)/ A1 coswt, (2)
Ey ` E
j Ex
Рис.1.
Естественный свет. Если разность фаз претерпевает случайные хаотические изменения, то и угол j, т.е. направление светового вектора Е, будет испытывать скачкообразные неупорядоченные изменения. В соответствии с этим естественный свет можно представить как наложение двух некогерентных электромагнитных волн, поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях и имеющих одинаковую интенсивность.
Плоско поляризованный свет. Если световые волны Ех и Еу когерентны, причем разность фаз d постоянна и равна нулю или p. Тогда согласно (2)
tgj = ± А2/А1 = const.
Следовательно, результирующее колебание Е совершается в фиксированном направлении, т.е волна оказывается плоско поляризованной.
Круговая и эллиптическая поляризация. Допустим, что А1 = А2 и d = ±p/2, тогда
tgj = ± tgwt,
т.к. соs(wt ± π/2) = ± sinwt. Отсюда вытекает, что плоскость колебаний вектора напряженности Е поворачивается вокруг направления луча с угловой скоростью w. В этом случае свет 6удет поляризованным по кругу.
При произвольном постоянном значении d в результате сложения двух взаимно перпендикулярных колебаний Ех и Еу получим вектор Е, конец которого движется по эллипсу, т.е. мы получаем в результате сложения таких двух взаимно перпендикулярных волн эллиптически поляризованную световую волну. В частном случае, может получиться движение по прямой или по окружности. При разности фаз d=0 или d=p, эллипс вырождается в прямую и получается плоско поляризованный свет. При d = ±p/2 и равенстве амплитуд складываемых волн эллипс превращается в окружность - получается свет поляризованный по кругу.
|
|
В зависимости от направления вращения вектора Е световой волны различают правую и левую эллиптическую и круговую поляризацию.Если по отношению к направлению, противоположному направлению луча, вектор Е вращается по часовой стрелке, поляризация называется правой, в противоположном случае - левой.
Плоскость, в которой колеблется световой вектор в плоско поляризованной волне, называется плоскостью колебаний. Плоскостью поляризации называется не плоскость, в которой колеблется вектор Е, а перпендикулярная к ней плоскость.