|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Линейная поляризация света |
 | |
Анимация
Описание
Линейная поляризация света одно из проявлений поперечной по отношению к направлению распространения электромагнитных волн анизотропии, вследствие "поперечности" колебаний векторов напряжённости электрического E и магнитного H полей волны, при которой отсутствует осевая симметрия волны по отношению к направлению её распространения.
В результате поперечной анизотропии электромагнитной волны в пространстве появляются выделенные направления колебаний векторов E и H в плоскости, перпендикулярной направлению распространения. Из-за взаимной ортогональности векторов E и H для полного описания состояния колебаний в электромагнитной волне достаточно задание характера колебаний только одного из векторов этих полей, в качестве которой выбирают обычно вектор напряжённости электрического поля E.
Свет, излучаемый отдельными атомами и молекулами среды (вещества), всегда полностью поляризован. Естественный свет представляет собой суперпозицию электромагнитных волн, испускаемых совокупностью атомов и молекул среды, излучение каждой из которых имеет случайную фазу колебаний. Вследствие этого естественное световое излучение среды является неполяризованным.
Поляризованный свет может быть получен, например, в лазерах благодаря механизму индуцированного излучения, синхронизующего излучения отдельных атомов или молекул активной среды с помощью энергии накачки. Более простой способ получения поляризованного света с помощью поляризатора и светофильтра из естественного света.
В простейшем случае поляризованная световая волна представляет собой т.н. линейно - поляризованную плоскую электромагнитную волну, в которой колебания вектора напряжённости электрического поля имеют неизменное во времени направление (рис. 1).
Линейно поляризованная волна
Рис. 1
Необходимо отметить, что линейно поляризованная плоская гармоническая световая волна формально является простейшим и одновременно фундаментальным решением системы уравнений Максвелла. С другой стороны в результате гармонических колебаний заряда (например, электрона в атоме) излучаемое электромагнитное поле имеет характер линейно поляризованной плоской гармонической электромагнитной волны на расстояниях значительно превышающих амплитуду колебаний заряда.
Рассмотрим процесс получения линейно поляризованного светового пучка (рис. 2) из естественного (неполяризованного света) с интенсивностью I0 с помощью поляризатора, помещённого на пути распространяющегося пучка вдоль оси OZ.
Получение линейно поляризованного света из естественного
Рис. 2
В качестве поляризатора можно рассмотреть пластинку вырезанную, например, из турмалина параллельно его кристаллографической оси. Турмалин сильно поглощает лучи, электрический вектор E, которых перпендикулярен к оптической оси. Если же лучи параллельны оптической оси, то они проходят через кристалл без поглощения. Поэтому свет, пройдя пластинку турмалина наполовину поглощается и становится линейно поляризованным с электрическим вектором E параллельным оптической оси поляризатора.
Интенсивность полученной таким образом линейно поляризованной световой волны очевидно равна:
I = 0,5·I0.
Понятие поляризации было введено в оптику английским учёным И. Ньютоном в 1704 - 1706 гг.
Ключевые слова
Разделы наук
Применение эффекта
Линейно поляризованный свет используется оптических системах для регулировки интенсивности света в них ,в частности, в активных оптических системах, для выравнивания интенсивности световых пучков, прошедших различные "плечи" интерферометра, в фотоэлектроных приборах, работающих на основе фотоэффекта, в исследованиях структуры кристаллов, биологических объектов, исследовании астрофизических объектов, оптических свойств веществ и т.п.
Реализации эффекта
Устройство получения линейно поляризованного света с помощью поляризатора
Техническая реализация - устройство получения линейно поляризованного света с помощью поляризатора - показана на рис. 2.
На пути распространения неполяризованного светового пучка, имеющего интенсивность I0, находится поляризатор, например, в виде пластинки, вырезанной из кристалла турмалина параллельно его кристаллографической (оптической) оси. Турмалин сильно поглощает световые лучи, в которых вектор напряжённости электрического поля перпендикулярен оптической оси.
После прохождения поляризатора колебания вектора напряжённости электрического поля световой волны будут определяться величиной E0 / 20.5, где E0 - среднеквадратичная величина вектора напряжённости электрического поля световой волны, падающей волны. Соответственно интенсивность I прошедшей поляризатор световой волны равна I = 0,5·I0, где I0 - интенсивность падающей на поляризатор световой волны.
Литература
1. Физический энциклопедический словарь.- М.: Советская энциклопедия, 1984.
2. Сивухин Д.В. Общий курс физики.- М.: Наука, 1980.- Т.2. Оптика.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |