Явление линейной поляризации света

Свет - это электромагнитные волны. А в волне то, что колеблется, колеблется в определённом направлении. С электромагнитной волной то же самое - там колеблются вектора напряжённости электрической и магнитной компоненты. Причём тоже перпендикулярно направлению распространения волны и перпендикулярно друг другу. Плоскость, в которой колеблется вектор электрической компоненты, называется плоскостью поляризации.

Естественный свет- оптическое излучение с быстро и беспорядочно изменяющимися направлениями колебаний напряжённостей электромагнитного поля, причем все направления колебаний, перпендикулярные световым лучам, равноправны. Раскаленные тела, светящиеся газы испускают свет, близкий к естественному. Близок к естественному и прямой солнечный свет.

^ Поляризация света- упорядочение в ориентации векторов напряженностей электрического и магнитного полей световой волны в плоскости, перпендикулярной световому лучу.

^ Полностью поляризованный свет- свет, у которого две взаимно перпендикулярные компоненты (проекции) Е_х и Е_у электрического вектора Е совершают колебания с постоянной во времени раз.

Возьмём две одинаковые прямоугольные пластинки турмалина ,вырезанные так,что одна из сторон прямоугольника совпадает с определённым направлением внутри кристалла(с оптической осью-это определённое направление распространения ,вдоль которого луч не раздваивается). Наложим одну пластинку на другую так ,чтобы оси их совпадали по направлению , и пропустим через сложеннную пару пластинок узкий пучок света от источника света.На экране обнаружим тёмно-зелёное пятно.Начнём поворачивать одну из пластин вокруг пучка,оставляя вторую неподвижной.При повороте на 90 градусов след пучка исчезнет. При дальнейшем вращении пластинки проходящий пучок вновь начнёт усиливаться и дойдёт до прежней интенсивности,когда пластинка повернётся на 180 градусов ,т.е. когда оптические оси пластинок вновь расположатся параллельно.

Явления протекают совершенно одинаково ,какую бы из двух пластинок мы ни поворачивали и безразлично в какую сторону ,а также будут ли пластинки соприкасаться или находиться на некотором расстоянии друг от друга.

Анизотропные свойства световых волн- это свойства световых волн в плоскости, перпендикулярной направлению распространению света(Анизотропные-неодинаковые).

Выводы:

1)Световые колебания в пучке направлены перпендикулярно к линии распространения света.

2)Турмалин способен пропускать световые колебания только в том случае, когда они направлены определённым образом относительно его оси(н-р,параллельно)

3)В свете фонаря(Солнца) представлены поперечные колебания любого направления и притом в одинаковой доле,так что ни одно направление не является преимущественным.

Линейно поляризованный свет - свет, прошедший через турмалин, который представляет собой совокупность поперечных колебаний одного направления,определяемого ориентацией оси турмалина.

Первая пластинка поляризует проходящий через неё пучок света ,оставляя в нём колебания только одного направления. Эти колебания могут пройти через второй турмалин полностью только в том случае, когда направление их совпадает с направлением колебаний, пропускаемых вторым турмалином, т.е. когда его ось параллельна оси первого. Если же направление колебаний в поляризованном свете перпендикулярно к направлению колебаний ,пропускаемых вторым турмалином ,то свет будет полностью задержан.Это имеет место,когда оси пластин составляют угол 90 градусов.Если острый угол- колебания пропущены частично.

Свет, испускаемый обычными источниками излучения, представляет собой множество квантов, каждом из которых электрический вектор направлен в произвольном направлении, перпендикулярном направлению распространения луча. Такой свет называется естественным или неполяризованным. Если в пучке света имеется преимущественное направление колебаний электрического вектора, такой свет называется частично поляризованным. Поляризацией называется выделение линейно поляризованного света из естественного или частично поляризованного света.

Закон Брюстера— закон оптики, выражающий связь показателей преломления двух диэлектриков с таким углом падения света, при котором свет, отражённый от границы раздела диэлектриков, будет полностью поляризованным в плоскости, перпендикулярной плоскости падения. При этом преломлённый луч частично поляризуется в плоскости падения, и его поляризация достигает наибольшего значения (но не 100%, поскольку от границы отразится лишь часть света, поляризованного перпендикулярно к плоскости падения, а оставшаяся часть войдёт в состав преломлённого луча). Угол падения, при котором отражённый луч полностью поляризован, называется углом Брюстера.

Закон Брюстера записывается в виде:

где — показатель преломления второй среды относительно первой, а — угол падения (угол Брюстера).

Если на границу раздела двух сред падает под углом, отличным от нуля, естественный свет, то отраженная и преломленная световая волна будут частично поляризованы.

Квант. Энергия кванта.

Квант - неделимая порция какой-либо величины в физике. Световой квант(фотон) -порция энергии. В основе понятия лежит представление квантовой механики о том, что некоторые физические величины могут принимать только определённые значения (говорят, что физическая величина квантуется). В некоторых важных частных случаях эта величина или шаг её изменения могут быть только целыми кратными некоторого фундаментального значения — и последнее называют квантом.

Планк высказал теорию, что свет распространяется порциями энергии -фотонами(световыми квантами).В 1905 году Эйнштейн предложил квантовую теорию света:

Свет состоит из отдельных квантов,образующих свет одной частоты,что тождественны между собой и каждый квант обладает одним и тем же количеством энергии. Е= h* V ,где h -пост. Планка = 6,626...

Деброн - ему удалось сосчитать массу кванта. Длина волны обратно пропорциональна массе кванта.