Поляризация света, свет естественный и поляризованный

При действии света на вещество основное значение имеет электрическая составляющая поля волны, которая воздействует непосредственно на электроны в атомах вещества. Поэтому вектор E напряженности электрической составляющей поля называютсветовым вектором волны,а плоскость его колебаний - плоскостью колебаний волны. Электромагнитную волну, в которой векторы Е и, следовательно, векторы Нлежат во вполне определенных плоскостях, называют плоскополяризованной (рис1.1). Плоскость, проходящая через электрический вектор Е и направление распространения электромагнитной волны, является плоскостью поляризации.

 

 

Рис.1.1 Взаимное расположение электрического вектора Е и магнитного вектора Н в плоскополяризованной волне.

Плоскополяризованную волну излучает отдельный атом. В естественном свете, идущем от Солнца, накаленной нити лампочки, газоразрядной трубки, пламени, и т.п., складываются неупорядоченные излучения множества хаотически ориентированных атомов, поэтому направления Е не выдерживаются в одной плоскости. Такой свет можно рассматривать как наложение плоскополяризованных волн с хаотической ориентацией плоскостей колебаний, электрические векторы ориентированы по всевозможным, перпендикулярным к лучу направлениям. Сечение луча О в некоторый момент времени и проекции векторов Е на плоскость, перпендикулярную лучу показаны на рис.1.2

 

 

 

Рис.1.2 Проекции векторов Е на плоскость, перпендикулярную лучу О.

Если у светового луча амплитудные значения вектора Е оказываются

неодинаковыми для различных плоскостей колебания, то такой луч называется частично поляризованным. На рис.1.3 изображен частично поляризованный луч, у которого колебания совершаются преимущественно в вертикальной плоскости.

 

Рис.1.3 Проекции векторов Е на плоскость, перпендикулярную лучу О.

Плоская поляризация света, особенно частично поляризованная, - очень распространенное явление, возникающее при отражении, преломлении и рассеянии света окружающими телами. Однако человеческий глаз не обнаруживает различия между поляризованными лучами, имеющими различную ориентацию плоскости колебания и вообще не отличает поляризованного света от естественного. В связи с этим все наблюдения поляризации света или связанных с ней явлений производятся только с помощью соответствующих приборов.

Устройство, позволяющее получать поляризованный свет из естественного, называют поляризатором. Он пропускает только составляющую вектора Е и соответственно Н на некоторую плоскость - главную плоскость поляризатора. При этом через поляризатор проходит только половина интенсивности естественного света . При вращении поляризатора относительно луча естественного света будет поворачиваться плоскость колебаний вышедшего плоскополяризованного света, но интенсивность его изменяться не будет. Поляризатор можно использовать для анализа поляризованного света, тогда его называют анализатором.