Взаимодействие электромагнитных световых волн с веществом. Поляризация света. Виды поляризации презентация

Электромагнитная волна - поперечная. Вектора E, H и ʋ взаимно перпендикулярны и составляют правую тройку векторов.
При действии света на вещество основное значение имеет электрическая составляющая эл./м. поля световой волны.
↓
Поведение ориентации светового вектора E определяет виды поляризации света
7) Поляризация света. Виды поляризации.

7) Поляризация света. Виды поляризации.

Естественный свет — направление светового вектора E изменяется хаотически и все направления колебаний вектора E равновероятны.
Поляризованный свет — свет, в котором направления колебаний светового вектора E упорядочены в плоскости, перпендикулярной лучу:
2.1) если вектор E колеблется только вдоль одного направления, то такой свет — линейно- или плоскополяризованный;
2.2) если конец вектора E описывает окружность — круговая или циркулярная поляризация (право - и левоциркулярная).
2.3) если конец вектора E описывает эллипс — эллиптическая поляризация.
Частично поляризованный свет — свет с преимущественным направлением колебаний вектора E.
7) Поляризация света. Виды поляризации.

7) Поляризация света. Виды поляризации.

8) Поляризация света на границе 2-х диэлектрических сред. Формулы Френеля.
При прохождении световой волны через границу раздела двух сред возникает разница в отражении и преломлении двух независимых компонент, поляризованных параллельно и перпендикулярно плоскости падения, → исходно неполяризованный свет после отражения или преломления становится частично поляризованным.
Используя граничные условия для векторов E и D, B и H, закон преломления можно получить формулы Френеля, позволяющие рассчитать соотношения между амплитудами падающей, отраженной и преломленной волн для обеих поляризаций.

8) Поляризация света на границе 2-х диэлектрических сред. Формулы Френеля.
Решая системы уравнений
и используя закон преломления ,
получаются выражения – коэффициенты Френеля
для отраженных к падающим волнам ,
и формулы Френеля.
В случае падения волн при α = β = 00 исчезает различие между и

9) Закон Брюстера.
Отраженный и преломленный лучи являются частично поляризованными.
Степень поляризации Р: 0 ≤ Р ≤ 1
В отраженном луче преобладают колебания перпендикулярные плоскости падения, а в преломленном — колебания, лежащие в плоскости падения.
Если α = αбр, то отраженный луч - полностью плоскополяризован.
↓

10) Двойное лучепреломление.
Кристаллы – анизотропные вещества: физические свойства по разным направлениям различны.
В анизотропных диэлектриках направления P и E не совпадают:
P = ε0æE, где æ – симметричный тензор диэлектрической восприимчивости.
ε = æ + 1 → ε – тензор 2-го ранга как и æ.
Двойное лучепреломление – расщепление внутри прозрачного анизотропного кристалла луча естественного света на 2 линейно поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях луча, которые распространяются с различными скоростями и в различных направлениях.

10) Двойное лучепреломление.
Различают лучи, поляризованные в главной плоскости и перпендикулярно ей. Первый луч называют необыкновенным, а второй - обыкновенным.
о-луч распространяется по всем направлениям кристалла с одинаковой скоростью v0 = c/n0 (n0 = const) и подчиняется закону преломления.
е-луч распространяется по различным направлениям с разными скоростями vе = c / nе (nе - переменная величина, зависящая от направления луча).

10) Двойное лучепреломление.
Одноосные кристаллы – кристаллы с одной оптической осью – направлением, по которому распространяется луч света, не испытывая двойного лучепреломления.
Любая плоскость, проходящая через луч света и оптическую ось, называется главным сечением или главной плоскостью кристалла.
Различие в отклонении обоих лучей → различие в показателях преломления.
Лучи полностью поляризованы в взаимно перпендикулярных направлениях.

10) Двойное лучепреломление

10) Поляризаторы. Поляризационные призмы.
Двулучепреломляющие свойства кристаллов используются для получения поляризованного света из неполяризованного.
Призма Николя (николь) состоит из 2 кристаллов исландского шпата, склеенных слоем канадского бальзама (n = 1,55). Углы склейки подобраны таким образом, что обыкновенный луч (n0 = 1,66) претерпевает полное внутреннее отражение и поглощается нижней зачерненной гранью, а необыкновенный (nе = 1,49), поляризованный в главной плоскости, проходит через николь. → Призма Николя преобразует естественный свет в линейнополяризованный.

10) Дихроизм поглощения. Поляроиды.
Двоякопреломляющие кристаллы обладают свойством дихроизма — различного поглощения света в зависимости от ориентации электрического вектора световой волны.
Дихроичные кристаллы используются при производстве поляроидов — тонких пластиковых пленок с вкраплением кристаллов с сильно выраженным дихроизмом (пропускающих только одну поляризацию - совершенный поляризатор).
Напр., герапатит - полимерная пленка, полностью поглощающая о-лучи при толщине ~0,1 мм.

12) Анализ поляризованного света. Закон Малюса.