Жарықтың поляризация туралы шығарма

XIX ғасырдың басында, қашан Т. Юнг пен О. Френель дамытқан волновую теориясына жарықтың табиғаты, жарық толқындарының болды белгісіз. Бірінші кезеңде әуелде жарық білдіреді бойлық толқындар распространяющиеся белгілі бір гипотетической ортада – эфирде. Өткенде құбылыстардың интерференция және дифракция сұрақ болып табылатыны туралы жарық толқындар бойлық немесе көлденең алғанына аса маңызы бар. Көрінген болатын керемет, жарық – бұл көлденең толқындар, өйткені ұқсас механикалық толқынмен еді деп болжауға эфирге қатты дене (көлденең механикалық толқындар алмайды таралатын газ тәріздес немесе сұйық ортада). Алайда, бірте-бірте накапливались эксперименттік фактілерді куәландыратын пайдасына поперечности жарық толқындарының. Тағы XVII ғасырдың аяғында табылған, бұл кристалл исландиялық шпат (CaCO3) раздваивает арқылы өтетін оған сәулелері. Бұл құбылыс атауына ие болды қосарланған лучепреломления (сур. 3.11.1). Сурет 3.11.1. Өту жарық арқылы кристалл исландиялық шпат (двойное лучепреломление). Егер кристалл бұруға қатысты бағыттары бастапқы сәуленің, онда бұрылады екі сәуленің, өткен арқылы кристалл 1809 жылы француз инженері Э. Малюс ашты заңы, оның атымен аталған. Тәжірибелерден Қалыпты жарық дәйекті пропускался арқылы екі бірдей пластинкалар бірі турмалин (мөлдір кристаллическое вещество бояу жасыл болып көрінеді). Пластинкалар болады бұруға бір біріне қатысты досы бар бұрышы φ (сур. 3.11.2). Сурет 3.11.2. Иллюстрация заңына Қалыпты Қарқындылығы өткен жарық болып тікелей пропорционалды cos2 φ: I ~ cos2 φ. Бірде-двойное лучепреломление, бірде-комплекстік түрдегі ом заңы таба түсініктеме теориясы шеңберінде бойлық толқындар. Үшін бойлық толқындар таралу бағыты сәуле болып табылады симметрия осі. Бұл бойлық толқында барлық бағыттарды жазықтыққа перпендикуляр лучу, равноправны. Көлденең толқында (мысалы, толқын, жүгіртпе бойынша резиновому жгуту) тербеліс бағыты мен перпендикулярное оған бағыт емес равноправны (сур. 3.11.3). Сурет 3.11.3. Көлденең толқын резеңке жгуте. Бөлшектер ауытқиды ось бойымен y. Бұрылу саңылау S тудырады толқынның өшу мәндері Осылайша, асимметрия салыстырмалы таралу бағыттары (сәуле) шешуші болып табылады белгісі, ол ерекшеленеді көлденең толқынды жылғы бойлық. Алғаш рет догадку туралы поперечности жарық толқындарының айтты 1816 ж. Т. Юнг. Френель қарамастан, Юнг, сондай-ақ ұсынған тұжырымдамасын поперечности жарық толқындардың негіздей отырып, оның көптеген эксперименттер мен теориясын құрды қосарланған лучепреломления жарықтың кристалда. Ортасында 60-шы жылдардың XIX ғасырдың негізінде сәйкес белгілі мәндегі жылдамдығы жарық жылдамдығы тарату электромагниттік толқындар Максвелл жасады деп қорытынды жарық – бұл электромагниттік толқындар. Уақыт поперечность жарық толқындарының қазірдің өзінде дәлелденген тәжірибе. Сондықтан Максвелл әділ деп ойлаймын, бұл поперечность электромагниттік толқындар болып табылады тағы бір маңызды дәлел электромагниттік табиғаттың жарық. Электромагниттік теориясы жарық приобрела тиісті мүсінділік, өйткені жоғалып кеткен енгізу қажеттілігі ерекше ортаны толқындардың таралу – эфир тура келді ретінде қарастыруға қатты дене. Бұл электромагниттік толқын векторының және перпендикулярны бір-біріне және жазықтығында жатыр, перпендикуляр бағыт тарату толқын (сур. 2.6.3). Барлық процестерінде жарықтың заттармен әсерлесуінің негізгі рөл атқарады электр векторы, сондықтан оны атайды жарық векторы. Егер тарату кезінде электромагниттік толқындар жарық векторы сақтайды, бағдарлауды, осындай толқынды деп атайды желілік поляризованной немесе плоско поляризованной (термин поляризация толқындар енгізілді Малюсом қатысты көлденең механикалық толқындармен). Жазықтық ауытқиды жарық векторы деп аталады жазықтығы тербеліс (жазықтық yz-сур. 2.6.3), ал жазықтық жасайды ауытқуы магниттік вектор – поляризация жазықтығы (жазықтық xz-сур. 2.6.3). Егер бойында бір және сол бағыттағы қолданылады екі монохроматические толқындар поляризованные екі өзара перпендикуляр жазықтықта болса, онда нәтижесінде оларды қосу жалпы жағдайда туындайды эллиптически поляризованная толқын (сур. 3.11.4). Сурет 3.11.4. Қосу екі өзара перпендикуляр поляризованных толқындар және білім эллиптически поляризованной толқындар «Эллиптически поляризованной толқынында кез келген жазықтықта P, перпендикуляр бағыт тарату толқын соңына результирующего векторының бір кезеңде жарық тербелістер обегает эллипс деп аталатын эллипсом поляризация. Нысаны және өлшемі эллипс поляризация анықталады амплитудами ax және ay желілік поляризованных толқындар және фазовым жылжуымен Δφ арасындағы. Жеке жағдайы эллиптически поляризованной толқын толқын болып табылады бастап айналма поляризацией (ax = ay, Δφ = ± π / 2). Сур. 3.11.5 туралы көрініс береді кеңістіктік құрылымы эллиптически поляризованной толқындар. Сурет 3.11.5. Электрлік өріс эллиптически поляризованной толқынында Сызықтық поляризацияланған жарық испускается лазерлік көздері. Жарық болуы мүмкін поляризованным көрсеткен кезде немесе рассеянии. Атап айтқанда, көгілдір жарық желтоқсандағы аспан ішінара немесе толық поляризован. Алайда, жарық, испускаемый әдеттегі көзі (мысалы, күн сәулесі, сәуле қыздыру және т. б.), неполяризован. Жарықтың осындай көздері әр сәтінде тұрады салымдардың үлкен санының қарамастан сәулелену атомдардың (қараңыз § 3.2) әр-түрлі бағдардағы жарық векторлар излучаемых осы атомдарымен созылды. Сондықтан, результирующей толқынында бағыты ретсіз өзгереді, өз бағдарын, уақыт, сондықтан орта есеппен барлық бағыттары тербеліс көрсетіледі келеді. Неполяризованный жарық деп атайды, сондай-ақ табиғи жарықпен. Әр уақыт сәтінде векторы мүмкін жобаланған екі өзара перпендикулярные осі (сур. 3.11.6). Сурет 3.11.6. Жіктеу векторының осьтер бойынша Бұл-кез келген толқынды (поляризованную және неполяризованную) ретінде қарастыруға болады. суперпозицию екі желілік поляризованных кезінде өзара перпендикуляр бағытта толқын: Бірақ поляризованной толқынында екі құрамдас Ex (t) және Ey (t) когерентны, ал неполяризованной – некогерентны, яғни бірінші жағдайда фазалар айырымы арасындағы Ex (t) және Ey (t) тұрақты, ал екінші ол кездейсоқ уақыт функциясы. Құбылыс қосарланған лучепреломления жарық түсіндіріледі көптеген кристалдық заттар көрсеткіштері сыну толқын, желілік поляризованных кезінде өзара перпендикуляр бағыттары, әр түрлі болып табылады. Сондықтан кристалл раздваивает арқылы өтетін оған сәулелері (сур. 3.11.1). Екі сәуленің шығу кристалл желілік поляризованы кезінде өзара перпендикуляр бағыттары. Кристалдар жүргізілетін двойное лучепреломление деп аталады анизотропными. Көмегімен ыдырату векторының құрамдас осьтер бойынша түсіндіруге болады комплекстік түрдегі ом заңы (сур. 3.11.2). Көптеген кристалдар жарықтың жұтылуы қатты тәуелді бағыттары электр векторлар жарық толқыны. Бұл құбылыс деп атайды дихроизмом. Осы қасиеті, атап айтқанда, ие пластиналар турмалин, пайдаланылған тәжірибелерде Қалыпты. Кезде белгілі бір қалыңдығы пластинка турмалин толықтай дерлік жұтып бірін өзара перпендикуляр поляризованных толқындар (мысалы, Ex) және ішінара өткізеді екінші толқынды (Ey). Бағыт тербелістердің электрлік векторының өткен толқын деп аталады рұқсат етілген бағыты пластинкалар. Турмалин Пластинка ретінде пайдаланылуы мүмкін үшін поляризацияланған жарық алу (поляризатор), сондай-ақ үшін талдау сипаттағы поляризация света (анализатор). Қазіргі уақытта кеңінен қолданылады жасанды дихроичные пленка, олар деп аталады поляроидами. Поляроиды толықтай дерлік әкеледі толқынын рұқсат етілген поляризация және босататын толқынын, поляризованную » перпендикуляр бағытта. Осылайша, поляроиды деп санауға болады идеальными поляризационными сүзгілермен. Қарастырайық өтуі табиғи жарықтың дәйекті арқылы екі идеал поляроида П1 және П2 (сур. 3.11.7), рұқсат етілген бағыттары олардың повернуты бір біріне қатысты бірін біршама бұрышы φ. Бірінші поляроид рөл атқарады поляризатора. Ол айналдырады табиғи жарық желілік поляризованный. Екінші поляроид үшін қызмет етеді талдау құлайтын оған жарық. Сурет 3.11.7. Өту табиғи жарықтың екі идеал поляроида. yy’ – рұқсат етілген бағыттары поляроидов Егер белгілеуге амплитудасын желілік поляризованной толқыны өткеннен кейін жарық арқылы бірінші поляроид арқылы онда толқын, ақысы екінші поляроидом болады амплитудасын E = E0 cos φ. Демек, қарқындылығы I желілік поляризованной толқын шыққан екінші поляроида тең болады Осылайша, электромагниттік теориясы жарық комплекстік түрдегі ом заңы табады табиғи түсініктеме негізінде ыдырау векторының құрамдас.

Добавить комментарий

Your email address will not be published.