Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Портис А. -> "Физическая лаборатория" -> 71

Физическая лаборатория - Портис А.

Портис А. Физическая лаборатория. Под редакцией Русакова Л.А. — М.: Наука, 1972. — 320 c.
Скачать (прямая ссылка): fizlab1972.djvu
Предыдущая << 1 .. 65 66 67 68 69 70 < 71 > 72 73 74 75 76 77 .. 116 >> Следующая

о,
Чо ?)• (33)
Теперь, чтобы получить из неполяризованной волны волну с правой круговой поляризацией, мы пропустим волну сначала через поля-
226
роид, ориентированный под 45°, а затем через пластинку в четверть волны, ориентированную под 0°. На языке матриц: мы сначала подействуем на неполяризованную волну матрицей Р^^ а потом матрицей Qo. Каким образом мы можем представить неполяризованную волну? Проще всего записать ее в следующей форме:
/cos б\
где б — случайно меняющийся угол. Мы считаем, что неполяризо-ванное излучение состоит из волновых пакетов поляризованных волн, плоскость поляризации которых меняется случайным образом от одного пакета к другому. (Кроме матрицы нам нужно было бы записать волновые пакеты со случайной фазой. Но мы не будем это делать, так как это только усложнит рассмотрение вопроса и не окажет влияния на результаты.) Выражение (34) нормировано на единичный падающий поток
ф1 = -ф^! = <соз2 Ь + sin2 6> = 1. (35)
Для волны, прошедшей поляризатор, мы получаем
I d I lfl l\fcosb\ COS fi+sin а/Л /QCV
Величина потока прошедшей волны равна
Фц ^bityu = y<(cos б + sin б)2> = 1 (37)
и составляет только половину начального потока. Наконец, мы подействуем на-фц матрицей Q0 и получим волну с правой круговой поляризацией
. ^ , cos6-fsin6/t 0\/l\ cos6+sin6/f \ /00.
4>„i=Q.*n=—?—{0 —г— \i) <38>
и потоком
Фш = *п 1*ш 4 «cos 6 + sin 6)2> *=* Т ' (39>
Весьма существенное достоинство матричного представления свя^ зано с тем, что умножение матриц ассоциативно. Поэтому мы Можем объединить действия поляроида и четвертьволновой пластинки с помощью одной матрицы, которая представляет круговой поля* ризатор. Матрица для получения правой круговой поляризации имеет вид
v—*(S !K(i !)¦ <«
8* 227
Для левой круговой поляризации
<w~-iG ?)(! !)-тй »¦ <41>
Основные результаты матричного представления.
1. Состояние поляризации волны может быть представлено матрицей, состоящей из одного столбца
/ cos ft cos ф + i sin ft sin ц>\
*=Ч - ч ¦ * ¦ ¦ (42>
^ уэти-соэф—(cos ft sin ф/
В общем случае волна эллиптически поляризована. ¦& — угол, образованный главной осью эллипса и направлением оси л:, a tg ф определяет коэффициент сжатия эллипса, равный отношению малой оси к большой оси.
2. Поляризатор, ориентированный под углом ft', представляется следующей матрицей:
/ cos3 ft' sin ft' cos ft'\ ^'^sinft'cosft' sin2 ft' J' *43*
3. И, наконец, четвертьволновая пластинка, оптическая ось которой направлена под углом ft", может быть представлена в виде матрицы
fi cos2 ftv-f sin2 ft" (t— 1) sin ft" COS ft" \ Qo"= ^(f — i) sin ft" cos ft" cos2 Г + i sin2 ft" У " (44^
Для того чтобы узнать, как произвольная волна преобразуется комбинацией поляризаторов и пластин, меняющих фазу, нам нужно только осуществить перемножение указанных матриц.
Хотя электрическое и магнитное поля дают нам адекватный способ описания явлений в микроволновой части спектра, использование этих представлений в области более высоких частот может привести к ошибочным результатам. В частности, фотоэлектрический эффект, который мы наблюдали в Р.3.5 и Р.3.6, нельзя объяснить в рамках классической теории. Чтобы разобраться в явлениях в этой области спектра, необходимо признать фотонный характер электромагнитного излучения. Можно ли ожидать, что фотоны будут поляризованы подобно классическим электромагнитным волнам и что сможем обнаружить их поляризацию? Мы действительно можем говорить о состояниях фотона, которые аналогичны состояниям поляризации классических полей. Описав несколько простых демонстраций поляризации фотонов, мы обратимся к более детальному обсуждению проблемы.
Начнем с нескольких простых опытов с пленочными поляризаторами и пластинками в четверть волны. Чаще всего в качестве
228
пленочных поляризаторов используется поляроид Н-типа *). Этот материал получается при поглощении иода растянутой поливиниловой пленкой. При этом образуется полимерный иод, который является сильно дихроичным веществом. Коэффициент поглощения в зависимости от направления поляризации излучения меняется
Рис. 4. Посмотрите на монохроматический источник света 5 непосредственно {а) и через пленочный поляризатор (б). Затем посмотрите на источник через два поляризатора (в) и измените угол # между направлениями их осей (г). Поместите два скрещенных поляризатора (5) и между ними внесите третий поляризатор, ориентированный под некоторым промежуточным
углом (е).
в сто раз. Для пластинки в четверть волны используется простая поливиниловая пленка, в которой при растяжении возникает небольшая анизотропия в диэлектрических свойствах. Толщина пленки подбирается таким образом, чтобы разность оптических путей равнялась Лг=Х0/4 в видимой части спектра.
Сначала посмотрим на монохроматический источник света (например, на цветную сигнальную лампочку одного из ваших электронных приборов) непосредственно и через поляризующую пленку (рис. 4). Обратите внимание на то, что поляризатор уменьшает интенсивность прошедшего света, но не меняет его цвета. В случае двух поляризаторов проходящий поток зависит от их относительной ориентации. Свет почти полностью гасится, когда поляризаторы скрещены. Наконец, поместим третий поляризатор между двумя
Предыдущая << 1 .. 65 66 67 68 69 70 < 71 > 72 73 74 75 76 77 .. 116 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed