Анализ поляризованного света

Линейно поляризованный свет получают из естественного света с помощью устройств, которые называются поляризаторами. Эти устройства свободно пропускают колебания, параллельные плоскости, которую называют плоскостью поляризации. Действие поляризаторов основывается на использовании либо закона Брюстера для отражения и преломления света на границе раздела двух прозрачных изотропных диэлектриков, либо явления двойного лучепреломления в одноосных анизотропных кристаллах (рис. 5). Из двоякопреломляющего кристалла выходят два линейно поляризованных луча, плоскости поляризации которых взаимно перпендикулярны.

Рис. 5

Провести анализ линейно поляризованного света – значит определить положение его плоскости поляризации в пространстве.

Для анализа линейно поляризованного света используются приспособления, которые называются анализаторами. В качестве анализатора применяются те же устройства, которые служат для получения линейно поляризованного света.

Интенсивность света I_а, пропущенного анализатором, меняется в зависимости от угла, между плоскостью поляризации падающего на него линейно поляризованного света и плоскостью анализатора как

I_а = k I_p cos²φ,(1)

где k– коэффициент прозрачности;I_p– интенсивность линейного поляризованного света, падающего на анализатор.

Формула (1) носит название закона Малюса (рис. 6). На рис. 6 приведена иллюстрация, поясняющая действие закона Малюса.

Рис. 6

Если известна плоскость поляризации анализатора, соотношение Малюса позволяет определить плоскость поляризации исследуемого кристалла (при φ=90 интенсивность пропущенного света равна 0)

Получение циркулярно поляризованного света

Из теории колебаний известно, что то или иное состояние поляризации получается при совместном действии двух взаимно перпендикулярных монохроматических световых волн равной частоты, распространяющихся в одном направлении z, при определенных отношениях их амплитуд А₁ и А₂ и разности фаз δ.

Так, циркулярно- поляризованная волна получается в случае выполнения условий

а) А₁ = А_2;

б) ,

что соответствует оптической разности хода складывающихся волн , где λ - длина волны монохроматического света,m = 0, 1, 2, …(рис. 7).

Если хотя бы одно условие нарушается, результирующая световая волна будет или эллиптически, или линейно поляризованной.