Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера

ЛЕКЦИЯ 8

ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА (продолжение)

Закон Малюса

Плоскополяризованный свет можно получить из естественного с помощью приборов, называемых поляризаторами. Эти приборы свободно пропускают колебания, параллельные плоскости,которая называется плоскостью пропускания поляриза­тора, и полностью или частично задерживают колебания, перпен­дикулярные к этой плоскости.

Рис.7-2

Свет, в котором колебания одного направления преобладают над колеба­ниями других направлений называется частично поляризованным. Его можно рассматривать как смесь естественного и плоскополяризованного. Такой свет получается при прохождении через стеклянную пластинку, или при отражении от нее.

Частично поляризованный свет, как и естественный, можно представить в виде наложения двух некогерентных плоскополяризованных волн с взаимно пер­пендикулярными плоскостями колебаний. Отличие заключается в том, что в случае естественного света интенсивность этих волн одинакова, а в случае частично поляризованного – разная.

7. Если пропустить частично поляризованный свет через поляри­затор, то при вращении прибора вокруг направления луча интен­сивность прошедшего света будет изменяться в пределах от I_mах до I_min. Причем переход от одного из этих значений к другому будет совершаться при повороте на угол, равный π/2 (за один полный поворот два раза будет достигаться максимальное и два раза мини­мальное значение интенсивности). Выражение

(7-3)

называется степенью поляризации. Для плоскополяризованного света I_min =0 и Р=1; для естественного света I_mах=I_min и Р=0.

К эллиптически-поляризованному свету понятие сте­пени поляризации не применимо (у такого света колебания пол­ностью упорядочены).

8. Пусть на поляризатор падает плоскополяризованный свет с ам­плитудлй А₀ и интенсивностью I₀ (рис. 7-3). Сквозь прибор пройдет составляющая колебания с амплитудой A=A₀ cosφ, где φ – угол между плоскостью колебаний падающего света и плоскостью поля­ризатора. Следовательно, интенсивность прошедшего света I опре­деляется выражением

(7-4)

Соотношение (7-4) носит название закона Малюса.

Рис.7-3

Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера.

Обозначим через θ_Бр угол, удовлет­воряющий условию

(7-6)

(n₁₂– показатель преломления второй среды относительно первой). При угле падения θ₁= θ_Бр,отраженный луч полностью поляризован.Он содержит только колебания, перпендикулярные к плоскости падения; степень поляризации преломленного луча при угле падения, равном θ_Бр, достигает наибольшего значения, однако этот луч остается поляризованным только частично.

Соотношение (7-6) носит название закона Брюстера, а угол θ_Бр называют углом Брюстера. При падении света под углом Брюстера отраженный и пре­ломленный лучи взаимно перпендикулярны.

Рис.7-4