Поляризоване світло

Відео: Поляризація світла - Фізика в дослідах і експериментах

За способом розповсюдження світло може бути природним і поляризованим.
Природним називається світло, який задовольняє трьом умовам:
1) У кожен даний момент часу напрямки коливань в різних точках променя різні;
2) У кожній даній точці променя напрямки коливань в різні моменти часу разлічни-
3) Амплітуди коливань, спрямованих в різні боки в природному промені, в середньому рівні.
Природним вважається світло, яке виходить від сонця і інших розпечених тел (рис. 13, а).

Поляризованим називається світло, амплітуди коливань якого за різними напрямками різні. У крісталлооптіке ис-користується лінійно поляризоване світло, в якому все коливання відбуваються в одному напрямку, тоді як по інших напрямках вони дорівнюють нулю (рис. 13, б).
Ступінь поляризації може бути різною і, якщо світло не повністю поляризований, то говорять про частково поляризованому світлі. Частково поляризованим (в тій чи іншій мірі) світло стає при проходженні через будь-яке середовище, відмінну від повітря (скло, воду, кристали і ін.), А також при відображенні від цього середовища. Протокол розбіжностей до державним контрактом і його особливості при складанні, ви зможете знайти на сайті jurist-centre.ru компанії «Юридичне обслуговування». Також ж не виходячи з офісу ви можете звернеться до юриста компанії через інтернет або замовити зворотний дзвінок.

Ступінь поляризації виражається у відсотках і дуже залежить від речовини (його внутрішньо структури), через яке проходить і від якого відбивається світло. Також сильно ступінь поляризації залежить від кута падіння. При зміні кута падіння ступінь поляризації змінюється. Існує певний кут падіння (П), при якому світло стає повністю поляризованим. Цей кут називається кутом поляризації. Існує залежність кута поляризації від показника заломлення середовища tg П = n. Це співвідношення відповідає умові, коли відбитий і заломлений промені взаємно перпендикулярні (рис. 14). Це видно з наступної формули: n = tg П *, яка є математичним виразом закону Брюстера.

Далі n = (закон заломлення). Звідси sin r = cos П, т. Е. П + r = 90ordm-. Для стекол, у яких n = 1,5, кут поляризації (П) дорівнює 56ordm-. На цій властивості світла були засновані перші найпростіші уст-ройства для поляризації світла - поляризатори. Наприклад, найпростішим поляризатором служив кристал турмаліну або скляна стопа (з тонкими прошарками повітря між пластинками), через яку пропускали світло (поляризованим опинявся переломлений промінь), або дзеркало з чорного скла, яке ставили під кутом поляризації до падаючого на нього світла (поляризованим опинявся від -раженний промінь). Для таких приладів потрібно дуже сильне освітлення, т. К. Внаслідок багаторазового відбиття втрачається значна частина світла. Тому в даний час ці пристрої не застосовуються.
В ізотропному середовищі повної поляризації для переломленого променя можна домогтися ні за яких умов. Тут переломлений промінь мо-же бути тільки максимально поляризованим при куті падіння, що дорівнює розі поляризації (П), але це буде далеко не стовідсоткова поля-ризация.
В анізотропних середовищах (у всіх кристалах нижчих і середніх сингоний) відбувається повна поляризація світла. Однак такі кри-Сталл мають двупреломлением. При цьому, як ми вже говорили, світловий промінь, при проходженні через кристалічна речовина, розпадається на два променя (звичайний і незвичайний), які проходять через кристал з різною швидкістю. Але обидві ці хвилі будуть повністю поляризованими у взаємно перпендикулярних напрямках. На цій властивості засновані сучасні поляризатори.
поляризатори
Першим поляризатором, який отримав широке визнання, була призма Ніколя (1828 г.) або просто николь.
Ніколь був приготований з подовженою спайні Виколювання ісландського шпату (кальциту), в якому пропорції довгого і короткого ребра були 1: 3,5.
Ця Виколювання розпилюють по діагоналі, а потім склеюються спеціальним розчином - канадським бальзамом, який представляє собою ізотропна речовина - смолу канадської або сибірської ялиці.

Відео: Природний видиме світло. Три поляризатора. закон Малюса

Простежимо хід променів через николь. Промінь світла, входячи в призму, розпадається на два променя - про і е (звичайний і незвичайний), які йдуть з різною швидкістю через ісландський шпат і доходять до прошарку канадського бальзаму (рис. 15). Хвилі мають різні швидкості проходження через кальцит, оскільки показники заломлення кальциту для них різні. Показник заломлення ісландського шпату для звичайної хвилі no = 1,658, а для незвичайної хвилі (якщо світло йде перпендикулярно до оптичної осі) no = 1,486.
Далі відбувається дуже цікаве явище.
Як тільки дві хвилі підходять до прошарку канадського бальзаму, показник заломлення якого приблизно дорівнює 1,54 (це ізотропна середа), тільки промінь е проходить через цей прошарок і виходить з приладу, т. К. Показник заломлення кальциту для хвилі е менше показника заломлення канадського бальзаму.
Звичайна хвиля, для якої показник заломлення кальциту набагато більше показника заломлення канадського бальзаму, відчуває повне внутрішнє відбиття. Відбитий промінь зазвичай поглинається чорною оправою, в яку укладено прилад. Головний недолік призми ніколя - малий кут зору, рівний 29ordm-.
Призмами Ніколя в даний час не користуються. Зараз в пристрої поляризаційних приладів використовують інші поляризатори, мають значно більший кут поля зору, в тому числі і поляроїди. Поляроїд винайшов в 1928 р Е. Ленд, використавши син-тезірованние в 1851 р В. Герапатом кристалики з`єднань йоду з сірчанокислим хініном. Ці кристали мають властивість поглинутої-щать промені е, тоді як промені про проходять через них безперешкодно. Однак малі (субмикроскопические) розміри цих кристалів не дозволили В. Герапату їх використовувати. Е. Ленд знайшов оригінальне рішення, що дозволяє користуватися особливими властивостями цих кристалів. Він кристалізуватися ці сполуки в в`язкому середовищі (желатині) таким чином, що всі зерна були орієнтовані однаково і щільно прилягали один до одного. Таким чином, поляроїд - це тонка ж-латіновая плівка, яка має всі властивості поляризаторів. За рахунок порівняльної простоти їх виготовлення, великого поля зору (120ordm-), різних розмірів і невеликої товщини поляроїди міцно завоювали лідируюче місце серед поляризаторів.
Проходження поляризованого світла через поляризатор
Розглянемо, що відбувається з поляризованим променем світла, який падає на поляризатор.
Ми знаємо, що, проходячи через поляризатор, світлові коливання набувають один напрямок. Іншими словами, поляризатор - це свого роду фільтр, який пропускає тільки ті світлові промені, ко-лебанія яких відбуваються в одному певному (заданому поляризатором) напрямку. Всі інші промені, коливання яких не відповідають напрямку коливань, заданому поляризатором, просто не можуть через нього пройти. Так що ж станеться з уже поля-ризовались світлом, який ми захочемо знову пропустити через поляризатор? Необхідно згадати, що коливання переломленого променя відбуваються в площині падіння, а відбитого - перпендикулярно до цієї площини, а також згадати закон Малюса.
Цей закон говорить про те, що амплітуда коливань променя, пропущеного другим поляризатором, дорівнює амплітуді коливань променя, пропущеного першим поляризатором, помноженої на косинус кута між напрямками коливань обох променів (рис. 16).

Якщо замінити амплітуду інтенсивністю світла, отримаємо:
I1 = I0 cos2 alpha-.
Цей вислів і називається законом Малюса.
В окремих випадках при alpha- = 0ordm- або alpha- = 180ordm- I1 = I0, (інтенсивність світла не змінюється, тому що cos2 alpha- = 1 і ОА = ОР) - при alpha- = 90ordm- cos2alpha- = 0 (інтенсивність світла буде нульовий):
ОА = ОР cos 90 = 0.
Узагальнивши вищесказане, зазначимо, що при проходженні поляри-зованного світла через поляризатор можуть виникнути три випадки:
1) коли напрямок коливань поляризованого світла збігається з напрямком коливань в поляризаторі, то поляризоване світло пройде через поляризатор без зміни
2) коли напрямок коливань поляризованого світла не збігається з напрямком коливань в поляризаторі (знаходиться до нього під певним кутом, не рівним 90ordm-), то поляризоване світло вийде з поляризатора в ослабленому вигляді-
3) коли напрямок коливань поляризованого світла утворює з напрямком коливань в поляризаторі 90ordm-, то з поляризатора світло не вийде;

Увага, тільки СЬОГОДНІ!