Поляризация при отражении и преломлении. Закон Брюстера

Явление поляризации.

Среды, в которых распространяется свет, - изотропные и анизотропные.

В изотропных средах оптические свойства (скорость, показатель преломления) одинаковы во всех направлениях, в анизотропных – различны в разных направлениях.

Представим: падает луч света (электромагнитная волна) на границе двух сред. - световой вектор, под углом «альфа» к границе раздела.

Скорость света во второй среде определяется

Если вторая среда анизотропная (кристаллическое вещество), скорость распространения будет зависеть от углов «альфа» и «бета» и ориентации вектора Е относительно плоскости падения.

__________________________________________

В дальнейшем будем рассматривать распространение света в анизотропных средах. В них всегда существуют одно или несколько направлений, вдоль которых скорость не зависит от ориентации светового вектора.

Эти направления – оптические оси кристалла. В зависимости от количества осей – одноосные, двухосные, трехосные кристаллы.

Будем рассматривать только одноосные кристаллы.

Главная плоскость кристалла – плоскость, проходящая через данный луч и оптическую ось кристалла.

При прохождении света через одноосный кристалл различают обыкновенные и необыкновенные лучи.

Обыкновенный луч, еслисветовой вектор ориентирован перпендикулярно главной плоскости и оптической оси.

Необыкновенный луч, если световой вектор лежит в главной плоскости кристалла и образуют угол с оптической осью.

Графическая иллюстрация.

Предположим: внутри кристалла некоторый источник испускает световую волну. В каждом из направлений можно разложить на две составляющие:

Очевидно, что составляющие Ео будут соответствовать обыкновенным лучам, которые распространяются с одинаковой скоростью

Составляющие Ее будут соответствовать необыкновенным лучам, которые распространяются с различными скоростями в зависимости от угла между Ее и оптической осью.

Следствие. Испускаемая в кристалле световая волна разделяется на 2 волны: обыкнов. и необыкнов. Причем каждая из них будет распространяться с различными скоростями - и

Фронт обыкновенной волны – сфера, фронт необыкновенной – эллипсоид.

Графическая иллюстрация.

Оптическая ось, векторы скоростей.

Поляризация света при отражении и преломлении.

Графическая иллюстрация.

Естественный свет падает на границу раздела сред под углом «альфа».

Если выполняется условие согласно Брюстеру, отраженный луч будет полностью поляризован. Если луч полностью поляризован, то он содержит только обыкновенные или только необыкновенные лучи.

Иначе частичная поляризация => преобладание каких-либо колебаний.

Очевидно, что луч прошедший во вторую среду, будет частично поляризован. Степень его поляризации

В настоящее время используются поляризущие призмы.