🗊Презентация Поляризация света

Поляризация света Световой вектор Эллиптическая поляризация Неполяризованный свет Поляризаторы Закон Малюса Поляризация при отражении и преломлении Двойное лучепреломление в одноосных кристаллах Ход лучей в одноосном кристалле

Световой вектор В электромагнитной волне вектора и перпендикулярны друг другу и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны (рис.). Во всех процессах взаимодействия света с веществом основную роль играет электрический вектор поэтому его называют световым вектором. Если при распространении электромагнитной волны световой вектор сохраняет свою ориентацию, такую волну называют линейно-поляризованной или плоско-поляризованной.

Эллиптическая поляризация

Неполяризованный свет Линейно-поляризованный свет испускается лазерными источниками. Свет может оказаться поляризованным при отражении или рассеянии. В частности, голубой свет от неба частично или полностью поляризован. Однако, свет, испускаемый обычными источниками (например, солнечный свет, излучение ламп накаливания и т. п.), неполяризован. Свет таких источников состоит в каждый момент из вкладов огромного числа независимо излучающих атомов с различной ориентацией светового вектора в излучаемых этими атомами волнах. Поэтому в результирующей волне вектор беспорядочно изменяет свою ориентацию во времени, так что в среднем все направления колебаний оказываются равноправными. Неполяризованный свет называют также естественным светом.

Поляризаторы Это устройства способные создавать плоско-поляризованный свет. Они свободно пропускают колебания светового вектора Е, параллельные плоскости пропускания поляризатора. Перпендикулярные колебания задерживаются полностью или частично. В первом случае поляризатор называется идеальным, во втором случае несовершенным. У многих кристаллов (например, турмалин) поглощение света сильно зависит от направления электрического вектора в световой волне. Это явление называют дихроизмом. При определенной толщине пластинка турмалина почти полностью поглощает одну из взаимно перпендикулярно поляризованных волн (например, Ex) и частично пропускает вторую волну (Ey). Направление колебаний электрического вектора в прошедшей волне называется разрешенным направлением пластинки. Если пропустить частично поляризованный свет через поляризатор, то при вращении прибора вокруг направления луча интенсивность прошедшего света будет меняться в пределах от Imax до Imin , причем переход от одного из этих значений к другому будет совершаться при повороте на угол, равный π/2. Выражение называется степенью поляризации. Для плоско поляризованного света Imin=0, Р=1, а для естественного света Imax = Imin , Р=0. К эллиптически поляризованному свету понятие степень поляризации неприменимо, т.к. колебания в нём полностью упорядочены.

Закон Малюса

Поляризация при отражении и преломлении

Двойное лучепреломление в одноосных кристаллах

Двойное лучепреломление в одноосных кристаллах (продолжение) Двойное лучепреломление объясняется анизотропией кристаллов некубической системы. Их диэлектрическая проницаемость ε в направлении оптической оси и в направлениях, перпендикулярных к ней, имеют различные значения ε║ и ε┴. В других направлениях ε имеет промежуточные значения. Так как , то из анизотропии ε вытекает, что скорость распространения световых волн зависит от направлений колебания светового вектора.

Двойное лучепреломление в одноосных кристаллах (продолжение) В обыкновенном луче колебания светового вектора происходят в направлении, перпендикулярном к главному сечению кристалла. Они изображены точками на рис.1. Поэтому при любом направлении обыкновенного луча (1, 2 или 3) вектор Е образует с оптической осью угол и скорость световой волны будет одна и та же, равная Колебания в необыкновенном луче (изображены двусторонними стрелками ) совершаются в главном сечении (плоскости) и образуют с оптической осью разные углы. Такая картина будет наблюдаться в любой главной плоскости.

Двойное лучепреломление в одноосных кристаллах (продолжение)

Ход лучей в одноосном кристалле Ход обыкновенного и необыкновенного лучей в кристалле можно определить с помощью принципа Гюйгенса. На рис. построены волновые поверхности обыкновенного и необыкновенного лучей с центром в точке 2, лежащей на поверхности кристалла. Построение выполнено для момента времени, когда волновой фронт достиг точки 1. Обыкновенный луч о совпадает с нормалью к своей волновой поверхности, а необыкновенный е заметно отклоняется от направления нормали ne

Ход лучей в одноосном кристалле На рисунке изображены 3 случая нормального падения света на поверхность кристалла, отличающиеся направлением оптической оси. В случае а лучи о и е распространяются вдоль оптической оси поэтому идут не разделяясь. В случае б даже при нормальном падении на преломляющую поверхность необыкновенный луч может отклониться от нормали.