ОПТИКА

6. Поляризация света

Электромагнитные волны в вакууме поперечны. Это означает, что, если волна распространяется вдоль оси x , векторы напряженности полей E B колеблются в плоскости (yz) , перпендикулярной оси распространения. Вообще говоря, направление этих векторов в перпендикулярной плоскости может быть совершенно произвольным, с тем только условием, чтобы E B были взаимно перпендикулярны.

По определению линейно поляризованной световой волной называется световая волна, в которой векторы напряженности электрического поля E одинаково направлены во всех точках пространства в любой момент времени. Из перпендикулярности E B следует, что и вектор B сохраняет свое направление в линейно поляризованной волне.

Неполяризованной световой волной называют такую волну, в которой направление вектора E хаотично меняется по всем возможным направлениям. Обычный источник света (например, электрическая лампочка) испускает неполяризованный свет, так как этот свет есть суперпозиция волн, излучаемых каждым отдельным атомом раскаленной нити. Так как процесс испускания света одним атомом не зависит от состояния другого атома в нити накаливания, то поляризации волн, испущенных разными атомами, совершенно не связаны друг с другом. В результате получающийся свет не поляризован. Образно такой свет можно представить в виде ершика для чистки бутылок - направления вектора E соответствуют щетинкам, торчащим перпендикулярно оси ершика.

В природе существуют вещества как естественного происхождения, так и искусственно сделанные, которые избирательно пропускают свет только определенной поляризации. Примером может служить естественный кристалл турмалина, пропускающий свет с поляризацией, параллельной своей кристаллической оси. В 1934 г. американский ученый Э. Ланд создал пластическое вещество, способное поляризовать свет. Оно получило фирменное название "поляроид" . Тонкая пластинка поляроида обладает выделенной осью (ее называют "легкой" осью), так что в этом направлении через пластинку пропускается только свет, поляризованный параллельно этой оси, а свет с перпендикулярной поляризацией не проходит.

Если направление поляризации света составляет угол q с направлением легкой оси анализатора, то через анализатор проходит только доля света, для которого компонента вектора E параллельна легкой оси и равна Ecos q . Поэтому интенсивность прошедшего света, пропорциональная квадрату напряженности поля, равна

Этот закон Малюса определяет, какая доля света пройдет через анализатор, если его вращать.