Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Физика для школьников старших классов и поступающих" -> 149

Физика для школьников старших классов и поступающих - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. Физика для школьников старших классов и поступающих — М.: Дрофа, 2005. — 795 c.
ISBN 5-7107-9384-1
Скачать (прямая ссылка): fizikadlyashkolnikovstarshihklasov2005 .djvu
Предыдущая << 1 .. 143 144 145 146 147 148 < 149 > 150 151 152 153 154 155 .. 236 >> Следующая


Глава V.4 ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА

§ V.4.I. Поляризация света при отражении и преломлении на границе раздела двух диэлектрических сред

1°. Свет, испускаемый обычными (нелазерными) источниками, представляет собой набор множества плоскополяризо-ванных цугов волн (V. 1.1.3°), электрические векторы E которых колеблются вдоль всевозможных направлений, перпендикулярных к лучу (IV.3.2.10). Свет называется естественным, или неполяризованным, если ни одно из указанных направле-
§ V.4.I. ПОЛЯРИЗАЦИЯ ПРИ ОТРАЖЕНИИ И ПРЕЛОМЛЕНИИ 493

ний колебаний не является преимущественным. В естественном свете результирующая напряженность E совершает в каждой точке поля колебания, направление которых быстро и беспорядочно изменяется в плоскости, перпендикулярной лучу.

Свет называется частично поляризованным, если в нем имеется преимущественное направление колебаний вектора Е. Частично поляризованный свет можно рассматривать как совокупность («смесь») одновременно распространяющихся в одном и том же направлении естественного и линейно поляризованного света (IV.4.1.70).

2°. Поляризацией света называется выделение линейно поляризованного света из естественного или частично поляризованного. Для этой цели используют специальные устройства, называемые поляризаторами. Их действие основывается на поляризации света при его отражении и преломлении на границе раздела двух диэлектрических сред, а также на явлениях двойного лучепреломления (V.4.2.10) и дихроизма (V.4.2.100). Te же устройства можно использовать в качестве анализаторов, т. е. для определения характера и степени поляризации света.

Пусть на анализатор падает перпендикулярно к плоскости рис. V.4.1 линейно поляризованный свет, электрический вектор Ep которого направлен вдоль линии р—р и колеблется с амплитудой Ар. Пусть электрический вектор E0 света, пропускаемого анализатором, направлен вдоль линии а—а, составляющей с р—р угол а. Падающий свет можно представить в виде двух волн, линейно поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях (IV.4.1.80). Волна, электрический вектор E1 которой колеблется вдоль направления, перпендикулярного а—а, с амплитудой A1 = Ap sin а, не может пройти через анализатор. Зато вторая волна, электрический вектор E2 которой колеблется вдоль направления а—а с амплитудой A2 = Ap cos а, полностью проходит через анализатор. Следовательно, амплитуда света, выходящего из анализатора,

Aa =A2 =Ap cos ос.
494

ГЛ. V.4. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА

Соответственно интенсивности Ia и Ip линейно поляризованного света, пропущенного анализатором и падающего на него, связаны законом Малюса:

Ia = Ip cos2 ос.

Главной плоскостью поляризатора (или акализатгаора) называется плоскость поляризации (плоскость колебаний, согласно прежней терминологии (IV.4.1.70)) света, пропускаемого поляризатором (или анализатором).

3°. При изучении закономерностей поляризации света в результате отражения и преломления естественного света последний удобно рассматривать как совокупность одинаковых по интенсивности линейно поляризованных волн двух типов: S- и p-волн (IV.4.5.4°). Коэффициент отражения (IV.4.5.6°) s-волны (Rs) всегда больше, чем коэффициент отражения p-волны (Rp). Поэтому в отличие от падающего естественного света отраженный и проходящий (преломленный) свет частично поляризованы. В отраженном свете преобладают колебания вектора E напряженности электрического поля s-типа (перпендикулярно к плоскости падения), а в проходящем — колебания p-типа (в плоскости падения).

Закон Брюстера: отраженный свет полностью линейно поляризован при угле падения і = tgp, удовлетворяющем условию tg іJJp = П21, где л-21 — относительный показатель преломления отражающей свет среды.

Угол іБр называется углом Брюстера. Если і = іБр, то отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны и коэффициент отражения p-волны Rp = О (IV.4.5.6°). Поэтому отражаются только волны s-типа. Однако их коэффициент отражения значительно меньше 1 (около 0,15 для стекла). Таким образом, проходящий свет поляризован лишь частично.

4°. Степень поляризации проходящего света можно повышать, подвергая его ряду последовательных отражений и преломлений. Это осуществляется в стопе, состоящей из нескольких одинаковых и параллельных друг другу пластин из прозрачного диэлектрика (например, стекла), установленных под углом Брюстера к падающему пучку света. Если число пластин в стопе достаточно велико, то проходящий через нее свет оказывается тоже практически линейно поляризованным (р-типа). В отсутствие поглощения света в стопе интенсивности Is
§ V.4.2. ДВОЙНОЕ ЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЕ

495

и Ip отраженного и проходящего линейно поляризованного света одинаковы и равны половине интенсивности Iq падающего естественного света:

1S - 1P ~~ 2 ^0*

5°. Согласно представлениям классической электронной теории, образование отраженной волны обусловлено вторичными волнами, которые излучают молекулы-осцилляторы отражающей свет среды (V.3.1.3°). Волне s-типа соответствуют осцилляторы (колеблющиеся электрические диполи), оси которых перпендикулярны к плоскости падения. Эти осцилляторы показаны на рис. V.4.2 точками, нанесенными на преломленный луч. Из полярной диаграммы направленности излучения диполя (рис. IV.4.4) видно, что такие осцилляторы должны интенсивно излучать во всех направлениях, лежащих в плоскости падения, т. е. участвовать в образовании как отраженной, так и преломленной s-волн.
Предыдущая << 1 .. 143 144 145 146 147 148 < 149 > 150 151 152 153 154 155 .. 236 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed