Какой свет называется плоскополяризованным

Какой свет называется плоскополяризованным

§1 Естественный и поляризованный свет

Испускание кванта света происходит в результате перехода электрона из возбужденного состояния в основное. Электромагнитная волна, испускаемая в результате этого перехода, является поперечной, то есть вектора и взаимно перпендикулярны и перпендикулярны направлению распространения. Колебания вектора происходят в одной плоскости. Свет, в котором вектор колеблется только в одном направлении, называется плоско поляризованным светом (или электромагнитной волной). Поляризованным называется свет, в котором направления колебания вектора упорядочены каким-либо образом.

Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества атомов. Атомы излучают световые волна независимо друг от друга, поэтому световая волна, излучаемая телом в целом, харак­теризуется всевозможными равновероятными колебаниями светового вектора . Свет со всевозможными равновероятными ориентациями вектора называется естественным. Свет, в котором имеется преимущественное направление колебаний вектора и незначительная амплитуда колебаний вектора в других направлениях, называется частично поляризованным. В плоско поляризованном свете плоскость, в которой колеблется вектор , называется плоскостью поляризации, плоскость, в которой колеблется вектор , называется плоскостью колебаний.

Вектор называют световым вектором потому, что при действии света на вещество основное значение имеет электрическая составляющая поля волны, действующая на электроны в атомах вещества.

Различает также эллиптически поляризованный свет: при распростра­нении электрически поляризованного света вектор описывает эллипс, и циркулярно поляризованный свет (частный случай эллиптически поляризованного света) — вектор описывает окружность (сравните со сложением взаимно перпендикулярных колебаний: возможны: прямая линия, эллипс и окружность).

Степенью поляризации называется величина

где I_max и I_min – максимальная и минимальная компоненты интенсивности света, соответствующие двум взаимно перпендикулярным компонентам вектора (то есть Е_х и Е_у – составляющие). Для плоско поляризованного света Е_у = Е, Е_х = 0, следовательно, Р = 1. Для естественного света Е_у = Е_х = Е и Р = 0. Для частично поляризованного света Е_у = Е, Е_х = (0. 1)Еу, следовательно, 0 < Р < 1.

Если вектор в эллиптически поляризованном свете вращается при распространении света по часовой стрелке, то поляризация называется правой, против — левой. В эллиптически поляризованном свете колебания полностью упорядочены. К эллиптически поляризованному свету понятие степени поляризации не применимо, так что Р=1 всегда.

§2 Анализ поляризованного света при отражении и преломлении.

Закон Брюстера. Закон Малюса

Наиболее просто поляризационный свет можно получить из естественного света при отражении световой волны от границы раздела двух диэлектриков.

Если естественный свет падает на границу раздела двух диэлек­триков (например, воздух-стекло), то часть его отражается, а часть преломляется и распространяется во второй среде.

При угле падения, равном углу Брюстера і_Бр: 1. отраженный от границы раздела двух диэлектриков луч будет полностью поляризован в плоскости, перпендикулярной плоскости падения; 2. степень поляризации преломленного луча достигает максимального значения меньшего единицы; 3. преломленный луч будет поляризован частично в плоскости падения; 4. угол между отраженным и преломленным лучами будет равен 90°; 4. тангенс угла Брюстера равен относительному показателю преломления

n ₁₂ — показатель преломления второй среды относительно первой. Угол падения (отражения) — угол между падающим (отраженным) лучом и нормалью к поверхности. Плоскость падения — плоскость, проходящая через падающий луч и нормаль к поверхности.

Степень поляризации преломленного света может быть значительно повышена многократным преломлением при условии падения света на границу раздела под углом Брюстера. Если для стекла ( n = 1,53) степень поляризации преломленного луча составляет ≈15 %, то после преломления на 8-10 наложенных друг на друга стеклянных пластинках, вышедший свет будет практически полностью поляризован — стопа Столетова.

Поляризованный свет можно получить из естественного с помощью поляризаторов — анизотропных кристаллов, пропускающих свет только в одном направлении (исландский шпат, кварц, турмалин).

Поляризатор, анализирующий в какой плоскости поляризован свет, называется анализатором.

Если на анализатор падает плоско поляризованный свет амплитудой Е₀ и интенсивности I ₀ ( ), плоскость поляризации которого составляет угол φ с плоскостью анализатора, то падающее электромагнитное колебание можно разложить на два колебания; с амплитудами и , параллельное и перпендикулярное плоскости анализатора.

Сквозь анализатор пройдет составляющая параллельная плоскости анализатора, то есть составляющая , а перпендикулярная составлявшая будет задержана анализатором. Тогда интенсивность прошедшего через анализатор света будет равна ( ):

— закон Малюса

Закон Малюса : Интенсивность света, прошедшего через поляризатор, прямо пропорциональна произведению интенсивности падающего плоско поляризованного света I ₀ и квадрату косинуса угла между плоскостью падающего света и плоскостью поляризатора.

Если на поляризатор падает естественный свет, то интенсивность вышедшего из поляризатора света I ₀ равна половине I _ест , и тогда из анализатора выйдет

§ 3 Двойное лучепреломление

Все кристаллы, кроме кристаллов кубической система — изотропных кристаллов, являются анизотропными, то есть свойства кристаллов зависят от направления. Явление двойного лучепреломления впервые было обнаружено Барталином в 1667 г. на кристалле исландского шпата (разновидность СаСО₃). Явление двойного лучепреломления заклю­чается в следующем: луч света, падающий на анизотропный кристалл, разделяется в нем на два луча: обыкновенный и необыкновенный, распространяющиеся с разными скоростями в различных направлениях.

Анизотропные кристаллы подразделяются на одноосные и двуосные.

У одноосных кристаллов имеются одно направление, называемое оптической осью, при распространении вдоль которого не происходит разделения на обыкновенный и необыкновенный лучи. Любая прямая параллельная направлению оптической оси будет также являться оптической осью. Любая плоскость, проходящая через оптическую ось и падающий луч, называется главным сечением или главной плоскостью кристаллам.

Отличия между обыкновенными и необыкновенными лучами:

1. обыкновенный луч подчиняется законам преломления необыкновенный — нет;
2. обыкновенный луч поляризован перпендикулярно главной плоскости, плоскость поляризации необыкновенного луча перпендикулярна плоскости поляризованного обыкновенного луча;
3. кроме оптической оси обыкновенные и необыкновенные лучи распространяются в разных направлениях. Показатель преломления n₀ обыкновенного луча постоянен во всех направлениях, следовательно, фазовая скорость обыкновенного луча постоянна во всех направлениях. Показатель преломления n_е необыкновенного луча ( U_ф.е. ) зависит от направления.

Различие скоростей U _о и U _е для всех направлений, кроме направ­ления оптической оси, обуславливает явление двойного лучепреломления в одноосных кристаллах. У двуосных кристаллов имеется два направления, вдоль которых не происходит двойного лучепреломления.

Понятие обыкновенного и необыкновенного лучей имеет место пока эти лучи распространяются в кристалле, при выходе из кристалла эти понятия теряют смысл, то есть лучи отличаются только плоскостями поляризаций.

Природа двулучепреломления связана с тем, что обыкновенные и необыкновенные лучи имеют разные скорости, а так как , то для обыкновенного и необыкновенного лучей будут разные показатели преломления n ₀ и n _е , а так как то можно сказать, что перво­причиной двойного лучепреломления является анизотропия диэлектрич­еской проницаемости кристалла. Кристаллы, у которых V _е < V ₀ ( n _е > n ₀ ) называются положительными, а у которых V _е > V ₀ ( n _е < n ₀ )называются отрицательными.

Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса

Рассмотрим физическую характеристику оптического излучения — поляризацию света, описывающую поперечную анизотропию световых волн, т.е. неэквивалентность различных направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу. Понятие «поляризация света» введено в оптику И. Ньютоном в 1704—1706 гг. Для описания закономерностей поляризации будем рассматривать только световой вектор — вектор напряженности Е электрического поля.

Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества независимо излучающих атомов. В этом случае ориентации вектора Е будут равновероятны. Такой свет называется естественным (рис. 24.6, а).

Поляризованный свет — это свет, в котором направления колебания вектора Е каким-либо образом упорядочены.

Частично поляризованный свет — это свет с преимущественным направлением колебаний вектора Е (рис. 24.6, б).

Рис. 24.6. Колебания светового вектора:

а — в неполяризованном свете; б — в частично поляризованном свете; в — в пло- скополяризованном свете

Плоскополяризованный (линейно поляризованный) свет — свет, в котором вектор Е колеблется только в одной плоскости, проходящей через луч (рис. 24.6, в, 24.7, а, б). Плоскостью поляризации называется плоскость, проходящая через направление колебаний светового вектора плоскополяризованной волны и направление распространения этой волны.

Если конец вектора Е с течением времени описывает в плоскости, перпендикулярной лучу, окружность или

Рис. 24.7. Виды плоскополяризованного света: а, б — соответственно вертикально и горизонтально поляризованный; в — эллиптически поляризованный

эллипс, то свет называется эллиптически или циркулярно поляризованным (рис. 24.7, в).

Естественный свет можно преобразовать в плоскополяризованный, используя поляризатор — прибор, который пропускает колебания вектора Е, параллельные плоскости, называемой плоскостью поляризатора, и задерживает колебания, перпендикулярные этой плоскости.

В оптике поляризатор также может быть использован как анализатор для анализа характера поляризации света: поляризован ли свет, и если да, то в какой плоскости. Главная плоскость поляризатора (или анализатора) — это плоскость поляризации света, пропускаемого поляризатором или анализатором.

Для выделения или подавления некоторого заданного участка спектра широкополосного оптического излучения используются светофильтры (частотные оптические фильтры) — устройства, меняющие спектральный состав и энергию падающего на него оптического излучения. Светофильтры разделяются на интерференционные, поляризационные, дисперсионные и др. В интерференционных фильтрах используется интерференция волн, отраженных от двух или более параллельных друг другу поверхностей. Коэффициент пропускания такого оптического фильтра периодически зависит от длины волны падающего на него излучения. Действие поляризационных фильтров основано на интерференции лучей, плоскополя- ризованных в одной плоскости. Отметим, что когерентные лучи, плоско- поляризованные в разных плоскостях, не интерферируют. Простейший поляризационный фильтр Вуда состоит из двух параллельных поляризаторов и установленной между ними двулучепреломляющей кристаллической пластинки (см. подтему 24.4). В дисперсионных светофильтрах используется зависимость показателя преломления от длины волны.

Закон Малюса. Пропустим естественный свет с интенсивностью /_сст через поляризатор Т_х. У неполяризованного света световой вектор ориентирован произвольно. Поэтому колебание с амплитудой А, совершающееся в плоскости, ориентированной под углом ср к главной плоскости поляризатора, можно разложить на два колебания с амплитудами A =/4cos(p и ^_± = ^sinq) (рис. 24.8). Следовательно, интенсивность прошедшей волны определяется как

Рис. 24.8. Вертикальный поляризатор пропускает только вертикальную составляющую падающей на него волны

где /_ест — интенсивность падающего естественного света; ср — угол между плоскостью поляризатора и плоскостью колебаний падающей волны.

В естественном свете все значения ср равновероятны. Поэтому доля

света, прошедшего через поляризатор, будет равна (cos 2 cp), т.е. 1/2 . Тогда интенсивность света, прошедшего через поляризатор Т_у, вычисляется по формуле /₀ =/_ест/2.

Поставим на пути плоскополяризованного света под углом ф к поляризатору Г, анализатор Т₂ (рис. 24.9). Интенсивность / света, прошедшего через анализатор, меняется в зависимости от угла ф по закону Малюса (1810):

где /₀ — интенсивность падающего на анализатор света. Поэтому согласно уравнению (24.4) интенсивность света, прошедшего через два поляризатора Т_< и Т₂ :

Рис. 24.9. Схема, иллюстрирующая прохождение неполяризованного света через два

Когда главные плоскости поляризаторов параллельны, выполняется условие /_тах = /_ест/2, а когда они скрещены — /_min = 0 и свет не проходит. Степенью поляризации называется величина Р:

где /_тах и /_min — соответственно максимальная и минимальная интенсивности света, прошедшего через поляризатор.

Для естественного света /_тах = /_min и Р = 0, для плоскополяризован- ного /_min = 0 и Р = 1.

Поляризация света применяется в различных областях техники при создании светофильтров, для плавной регулировки интенсивности светового пучка, создания модуляторов излучения и т.д. Например, светофильтры используются в одном из важных методов практической астрофизики — фотоэлектрическом методе, когда изучается распределение энергии в отдельных спектральных линиях. Фотоэлектрические измерения в оптической области спектра (X = 0,3—1,1 мкм) выполнены примерно для тысячи звезд с целью изучения их физических свойств. Заметим, что в отличие от физика-экспериментатора астрофизик при проведении исследований является наблюдателем и не влияет на ход изучаемого им процесса. Именно с помощью широкополосных светофильтров при использовании фотоэлектрических приемников излучения выполняется измерение блеска звезд, звездных скоплений, галактик и квазаров.

Поляризация света для «чайников»: определение, суть явления и сущность

В нашем блоге уже можно найти статьи про преломление, дисперсию и дифракцию света. Теперь пришло время поговорить о том, в чем заключается сущность поляризации света.

В самом общем смысле правильнее говорить о поляризации волн. Поляризация света, как явление, представляет собой частный случай поляризации волны. Ведь свет представляет собой электромагнитное излучение в диапазоне, воспринимаемом глазами человека.

Что такое поляризация света

Поляризация – это характеристика поперечных волн. Она описывает положение вектора колеблющейся величины в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.

Если этой темы не было на лекциях в университете, то вы, вероятно, спросите: что это за колеблющаяся величина и какому направлению она перпендикулярна?

Как выглядит распространение света, если посмотреть на этот вопрос с точки зрения физики? Как, где и что колеблется, и куда при этом летит?

Свет – это электромагнитная волна, которая характеризуется векторами напряженности электрического поля E и вектором напряженности магнитного поля Н. Кстати, интересные факты о природе света можно узнать из нашей статьи.

Согласно теории Максвелла, световые волны поперечны. Это значит, что векторы E и H взаимно перпендикулярны и колеблются перпендикулярно вектору скорости распространения волны.

Поляризация наблюдается только на поперечных волнах.

Для описания поляризации света достаточно знать положение только одного из векторов. Обычно для этого рассматривается вектор E.

Если направления колебаний светового вектора каким-то образом упорядочены, свет называется поляризованным.

Возьмем свет на рисунке, который приведен выше. Он, безусловно, поляризован, так как вектор E колеблется в одной плоскости.

Если же вектор E колеблется в разных плоскостях с одинаковой вероятностью, то такой свет называется естественным.

Поляризация света по определению – это выделение из естественного света лучей с определенной ориентацией электрического вектора.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Откуда берется поляризованный свет?

Свет, который мы видим вокруг себя, чаще всего неполяризован. Свет от лампочек, солнечный свет – это свет, в котором вектор напряженности колеблется во всех возможных направлениях. Но если вам по роду деятельности приходится весь день смотреть в ЖК-монитор, знайте: вы видите поляризованный свет.

Естественный, поляризованный и частично поляризованный свет

Чтобы наблюдать явление поляризации света, нужно пропустить естественный свет через анизотропную среду, которая называется поляризатором и «отсекает» ненужные направления колебаний, оставляя какое-то одно.

Анизотропная среда – среда, имеющая разные свойства в зависимости от направления внутри этой среды.

В качестве поляризаторов используются кристаллы. Один из природных кристаллов, часто и давно применяемых в опытах по изучению поляризации света — турмалин.

Еще один способ получения поляризованного света — отражение от диэлектрика. Когда свет падает на границу раздела двух сред, луч разделяется на отраженный и преломленный. При этом лучи являются частично поляризованными, а степень их поляризации зависит от угла падения.

Связь между углом падения и степенью поляризации света выражается законом Брюстера.

Когда свет падает на границу раздела под углом, тангенс которого равняется относительному показателю преломления двух сред, отраженный луч является линейно поляризованным, а преломленный луч поляризован частично с преобладанием колебаний, лежащих в плоскости падения луча.

Линейно поляризованный свет — свет, который поляризован так, что вектор E колеблется только в одной определенной плоскости.

Практическое применение явления поляризации света

Поляризация света – не просто явление, которое интересно изучать. Оно широко применяется на практике.

Пример, с которым знакомы почти все – 3D-кинематограф. Еще один пример – поляризационные очки, в которых не видно бликов солнца на воде, а свет фар встречных машин не слепит водителя. Поляризационные фильтры применяются в фототехнике, а поляризация волн используется для передачи сигналов между антеннами космических аппаратов.

Фото, сделанные с применением поляризационного фильтра и без него

Поляризация — не самое сложное для понимания природное явление. Хотя если копнуть глубоко и начать основательно разбираться с физическими законами, которым она подчиняется, могут возникнуть сложности.

Чтобы не терять время и преодолеть трудности максимально быстро, обратитесь за советом и помощью к нашим авторам. Мы поможем выполнить реферат, лабораторную работу, решить контрольные задания на тему «поляризация света».

• Контрольная работа от 1 дня / от 120 р. Узнать стоимость
• Дипломная работа от 7 дней / от 9540 р. Узнать стоимость
• Курсовая работа 5 дней / от 2160 р. Узнать стоимость
• Реферат от 1 дня / от 840 р. Узнать стоимость

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Урок-лекция по теме «Поляризация света»

Воспитательные: Воспитание мировоззренческого мышления.

Развивающие: Развитие самостоятельности мышления, интеллекта, умение систематизировать материал, формулировать выводы по изученному материалу.

Демонстрации:

1. Поляризация света поляроидами фронтально и индивидуально. На столах лабораторное оборудование: поляроиды, лампа, экран.
2. Плакат с изображением колебаний векторов и в линейно-поляризованной электромагнитной волне.
3. Показ слайдов с помощью информационно-компьютерных технологий.

Основное содержание материала: Определение явления поляризации. Понятие естественного и поляризованного света. Поперечность световых волн. Доказательство электромагнитной природы света. Поляроиды, их применение, поляризатор.

План.

1. История открытия поляризации.
2. Понятие об естественном и о линейно-поляризованном свете.
3. Значение поляризации для доказательства электромагнитной природы света.
4. Аналогия колебаний световой волны с механическими колебаниями.
5. Поляризация света при отражении и преломлении.
6. Оптическая активность вещества и вращение плоскости поляризации.
7. Применение явления поляризации.
8. Подведение итогов.

Ход урока

На доске записывается тема лекции, объявляется цель, проговаривается структура изложения материала. На доске записаны контрольные вопросы, на которые учащиеся должны ответить после изложения материала учителем. Поляризация – греч.«polos», лат. «polus» – конец оси, полюс.

Учитель: Понятие поляризации света было введено в оптику английским ученым Исааком Ньютоном в 1706 г. и объяснено Джеймсом Клерком Максвеллом. На этапе развития волновой природы света, природа световых волн была неизвестна, хотя накапливались экспериментальные факты в пользу поперечности электромагнитных волн.

Учитель. Выполняя домашнее задание, надо было повторить понятия: электромагнитная волна, поперечная волна, гипотеза Максвелла об электромагнитных волнах, волновой цуг, естественный свет, анизотропия кристалла.

Что представляет собой электромагнитная волна?

Ученик. Электромагнитная волна представляет собой взаимосвязанные колебания векторов напряженности электрического и магнитного полей, перпендикулярных друг к другу и направлению распространения волны.

Что такое поперечная волна?

Поперечная волна – это волна, в которой направление колебаний частиц перпендикулярны направлению распространения волны.

Что представляют собой электромагнитные волны с точки зрения гипотезы Максвелла?

По гипотезе Максвелла электромагнитные волны распространяются в пространстве с конечной скоростью – скоростью света с=3 и являются поперечными.

Что такое волновой цуг?

Волновой цуг – волна, излучаемая отдельным атомом в течение времени, в котором атом находится в возбужденном состоянии: t=с.

Учитель. Что такое естественный свет?

Ученик. Естественный свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества атомов, поэтому световая волна – это набор волновых цугов с беспорядочно меняющейся фазой.

Свет, у которого световой вектор колеблется беспорядочно одновременно во всех направлениях, перпендикулярных лучу, называется естественным.

Что такое анизотропия кристалла?

Анизотропия – это зависимость физических свойств кристалла от направления.

Учитель.

Впервые опыты по поляризации света с исландским шпатом были поставлены голландским ученым Х. Гюйгенсом в 1690 г. Пропуская световой луч сквозь исландский шпат, Гюйгенс открывает поперечную анизотропию светового луча, обусловленную анизотропией свойств кристалла. Это явление было названо двойным лучепреломлением. Если кристалл поворачивать относительно направления первоначального луча, то поворачиваются оба луча после выхода из кристалла. В 1809 году французский инженер Э. Малюс открыл закон, названный его именем. В опытах Малюса свет последовательно пропускался через две одинаковые пластинки из турмалина. Свет направляпся перпендикулярно поверхности кристалла турмалина, вырезанного параллельно оптической оси. При вращении кристалла вокруг оси луча, изменение интенсивности светового луча не происходит. Если на пути луча поставить второй, идентичный первому кристалл турмалина, то интенсивность прошедшего сквозь эти пластинки света, меняется в зависимости от угла α между осями кристаллов согласно закону Малюса:

Интенсивность прошедшего света оказалась прямо пропорциональной φ. В продольной волне все направления в плоскости, перпендикулярной лучу, равноправны, поэтому ни закон Малюса, ни двойное лучепреломление не смогли объяснить данное явление с точки зрения продольных волн.

Учитель. На пути солнечного света можно поставить специальное устройство – поляризатор, выделяющее одно из всех направлений колебаний вектора . Свет, у которого направление колебаний вектора строго фиксировано, называется линейно-поляризованным или плоско-поляризованным.

Под поляризацией света понимают выделение из естественного света световых колебаний с определенным направлением электрического вектора.

Эксперимент с двумя поляроидами, лампой, экраном.

Проделаем опыт с двумя одинаковыми прямоугольными пластинками из турмалина, вырезанными из кристалла параллельно его оптической оси. Оптическая ось кристалла – это направление, параллельное плоскости, в которой происходит колебание светового вектора.

Наложим одну пластину на другую так, чтобы их оси совпадали по направлению. Через сложенную пару пропустим узкий пучок света.

Будем вращать одну из пластин, при этом заметим, что яркость светового потока ослабевает и свет гасится, когда пластина повернется на 90°,т.е. угол между оптическими осями кристаллов составит 90°. При дальнейшем вращении пластинки проходящий световой поток вновь начнет усиливаться и когда пластинка повернется на 180°, интенсивность светового потока вновь станет прежней. Возвращаясь в исходное положение, пучок снова слабеет, проходит через минимум и доходит до прежней интенсивности при возвращении пластины в исходное положение. Таким образом, при повороте пластинки на 360° яркость светового потока, проходящего через обе пластины, два раза достигает «max» и два раза «min».

Учитель: В чем причина изменения яркости светового потока? Отметим, что результат не зависит от того, какой из кристаллов вращается и на каком расстоянии друг от друга они находятся. Проделаем еще раз опыт.

Будем поворачивать первый кристалл вокруг луча.

Наблюдается ли изменение яркости?

Ученик: Нет.

Учитель: Будем поворачивать второй кристалл относительно луча. Что наблюдаем?

Ученик: Видим, что яркость светового потока меняется.

Учитель: Что можно сказать о световой волне, идущей от источника света? Каково ее отличие от волны, прошедшей через первый кристалл?

Ученик: Кристалл турмалина способен пропускать световые колебания только в том случае, когда они направлены определенным образом относительно его оси.

Световая волна, идущая от источника света, является поперечной, первый кристалл, являясь анизотропным, пропускает световые колебания, лежащие в одной определенной плоскости, параллельной оптической оси, поэтому при повороте второго кристалла на 90°, когда угол между оптическими осями составит 90°, световой поток гасится.

Учитель: Действие турмалиновой пластинки заключается в том, что она пропускает колебания, электрический вектор которых параллелен оптической оси. Колебания, вектор которых перпендикулярен оптической оси, поглощаются пластинкой. Явление поляризации доказывает, что свет – поперечная волна. Делаем вывод, что световая волна – это частный случай электромагнитной волны.

Плоскость, в которой происходят световые колебания, после выхода из кристалла, является плоскостью колебаний.

Плоскостью поляризации является плоскость, в которой совершает колебания вектор индукции .

Световая волна, прошедшая первый кристалл, является линейно-поляризованной или плоско-поляризованной.

Запись в тетради: 1) Гипотеза Максвелла:

1. Световая волна – поперечная волна и является частным случаем электромагнитной волны: ⊥; ⊥
2. Плоскость колебаний – плоскость, в которой колеблется вектор напряженности электрического поля, т.е. плоскость, которая параллельна оптической оси кристалла.
3. Плоскость поляризации – плоскость, в которой совершает колебания вектор индукции магнитного поля.
4. Линейно-поляризованная световая волна – волна, в которой колебания векторов напряженности электрического поля и вектора магнитной индукции В будут происходить в строго определенных направлениях.
5. Световой вектор – вектор напряженности электрического поля , применяемый для описания световой волны, т.к. световые ощущения в органах зрения вызывает преимущественно электрическая составляющая электромагнитной волны.
6. Поляризация света – выделение из естественного света световых колебаний с определенным направлением электрического вектора.
7. Поляризатор – устройство, выделяющее одно из всех направлений колебаний вектора .
8. Анализатор – устройство, позволяющее выяснить какова плоскость колебаний света.
9. Поляризатор и анализатор – поляроиды- взаимозаменяемы, т.к. их разница заключается в функциях:
10. поляризатор выделяет из естественного света пучок с одним направлением колебаний вектора , а анализатор определяет, каково направление колебаний.
11. Поляроид – прозрачная пленка, которая может служить поляризатором и анализатором света.

Для лучшего понимания проведем аналогию колебаний световой волны с механическими колебаниями.

Опыт. Если резиновый шнур присоединить к ротору генератора электродвигателя, то шнур будет колебаться во всех направлениях, подобно колебанию вектора напряженности . На пути шнура поставим вертикальную щель.

Ученик: Пройдут только те колебания, направления которых вертикальны и параллельны щели.

Поляризация света наблюдается при явлениях отражениях и преломлениях, т.е. при падении световой волны на границу раздела сред. В отраженном луче преобладают колебания, перпендикулярные плоскости падения, а в преломленном – параллельные плоскости падения.

Если световая волна распространяется в однородной среде, то поляризации света не происходит. Свет частично поляризуется при отражении от поверхности диэлектрика.

У световой волны, проходящей через растворы сахара, глюкозы, ряда кислот наблюдается поворот плоскости поляризации. Угол поворота пропорционален концентрации вещества в растворе. Такие растворы являются оптически активными. Степень оптической активности у разных веществ различна. Для измерения угла поворота применяют поляриметры. Для всех активных веществ угол поворота плоскости колебаний пропорционален толщине слоя и концентрации раствора.

Запись в тетради:

Оптически активные вещества: сахар, глюкоза, некоторые кислоты.

Угол поворота плоскости колебаний: ,

Поляриметр – прибор для измерения угла поворота плоскости поляризации в оптически активных веществах.

Применение поляризации.

1. в пищевой промышленности для определения концентрации раствора, сахара (сахариметры), белков, различных органических кислот;
2. в медицине для определения концентрации сахара в крови по углу поворота плоскости поляризации;

1. при оформление витрин, театральных декораций;
2. при фотографировании для устранения бликов при помощи поляризационных фильтров;
3. в геофизике – при изучении свойств облаков при определении характеристик поляризации света, рассеянного облаками.
4. В космических исследованиях – при фотографировании туманностей в поляризованном свете исследуют структуру магнитных полей.
5. В автотранспорте – для защиты водителей от слепящего действия фар встречных автомашин.
6. В машиностроении использование фотоупругого метода – изучение напряжений, возникающих в деталях машин.

Краткие итоги подводим, отвечая на вопросы (слайд)

1. Какое свойство световых волн доказано с помощью явления поляризации?
2. Что называют поляризацией?
3. Что представляет излучение отдельного атома?
4. Что представляет собой естественный свет?
5. Почему явление поляризации света доказывает, что свет является частным случаем электромагнитной волны?
6. Свет, отраженный от поверхности воды, частично поляризован. Как убедиться в этом, применяя поляроид?

Заключение.

Учитель: С каким свойством световых волн вы познакомились на уроке?

На уроке мы познакомились со свойством световых волн –поляризацией. Поляризация световых волн при прохождении света через анизотропные среды – кристаллы экспериментально доказывает поперечность световых волн.

Световая волна, в которой колебания светового вектора происходят в определенной плоскости, называется поляризованной. Свет, создаваемый естественным источником, не поляризован.