Поляризация при отражении

Солнечный свет, являясь высокочастотным электромагнитным излучением, неполяризован. Рассмотрим несколько способов получения поляризованного света или другого типа электромагнитных волн.

Брюстер исследовал состояния поляризации отраженного от диэлектрика света при различных углах падения. Он обнаружил, что когда направления распространения отраженного и преломленного света составляет друг с другом угол 90о, отраженный свет оказывается полностью поляризованным. Чтобы понять это явление, надо иметь в виду следующее.

а) Отраженная волна генерируется колеблющимися электронами вещества.

б) Максимум этого излучения приходится на направление, перпендикулярное направлению колебаний электронов. В направлении колебаний волна не излучается.

Рассмотрим опыт, в котором плоскополяризованная волна отражается от поверхности прозрачного диэлектрика. Пусть вначале направление колебаний вектора напряженности лежит в плоскости падения. Тогда, при угле между направлениями распространения отраженной и преломленной волн, равном 90о, излучающие электроны вещества колеблются в направлении отраженной волны. Если смотреть со стороны ожидаемого направления отражения, никакого тока не будет обнаружено и, значит, в данном направлении отраженная волна отсутствует. Угол падения, при котором между направлениями распространения отраженной и преломленной волн угол равен 90о, называется углом Брюстера (рисунок 30). Если вектор напряженности электрического поля колеблется перпендикулярно плоскости падения, то ослабления отраженной волны не происходит.

Вопрос 1. Почему при падении неполяризованного света на поверхность прозрачного диэлектрика под углом Брюстера, отраженный свет полностью поляризуется?

Задача 4. При каком угле падения свет, отраженный от поверхности озера, оказывается полностью поляризованным? Показатель преломления воды для видимого света равен 4/3.

Решение. Свет оказывается полностью поляризованным при угле падения равном углу Брюстера. Закон Снеллиуса гласит sina/sinb=n. При угле падения равном углу Брюстера имеем по определению
(900-a)+(900-b)=900. Отсюда a+b=900 Û b=900-a. Подставляя данное выражение в закон преломления, получаем: tgaБрюст=n, a»530.

Вопрос 2. Воздух рассеивает свет (голубое небо - это рассеянный солнечный свет). При каком угле рассеяния (угол между направлениями падающего и рассеянного света) свет оказывается полностью поляризованным?

Домашний опыт. В вашем распоряжении имеются две стеклянные пластинки, лампочка накаливания с источником, штатив. Попытайтесь с помощью одной из пластинок получить поляризованный свет, с помощью другой - установить ориентацию плоскости поляризации. Показатель преломления стекла примерно равен n»3/2.