Законы поляризации света

1. Поляризованный и естественный свет: закон Максвелла
2. Закон Брюстера и корпускулярно-волновой дуализм
3. Закон Малюса

Обладая двойственной корпускулярно-волновой природой, натуральный луч света является довольно непростым процессом. В некоторых ситуациях луч света проявляется электромагнитной, сгруппированной волной, либо ведет себя как поток беспорядочных частиц (фотонов и квантов). Исследуя явление поляризации свет выявляет луч, демонстрирующий характеристики поперечных электромагнитных волн.

Поляризованный частичным образом свет характеризуется тем, что в нем есть предпочтительное колебательное направление электрического вектора, поэтому, поляризованный частичным образом свет возможно рассматривать как смесь линейно поляризованного и натурального света.

В естественной среде есть большая группа электромагнитных волн, в которых деятельность магнитного и электрического полей осуществляется по определенным сторонам. Данная характеристика устанавливает последующее состояние световой поляризации.

При колебательном направлении в неопределенном пространстве вектора напряженности электромагнитной волны рассматривается линейная поляризация, и волна света в данной ситуации в полной мере поляризована.

Поляризованный и естественный свет: закон Максвелла

Шотландский физик, математик и механик Джеймс Клерк Максвелл впервые заявил о существовании электромагнитных волн, создав совокупную и продуктивную модель поперечных световых волн, приводящих на этом основании к процессу двойного преломления лучей и определенному числу других явлений оптики. По истечению 40 лет теоретические исследования Джеймса Максвелла были точно сформулированы и пояснили поперечную природу волн света. Электромагнитные волны Максвелла содержали:

• Поля, колеблющиеся под углом в 90° к направлению основного перемещения;
• Колебательные регламентированные ориентиры светового вектора, именуемые поляризованным;
• Сгруппированные волны светового луча.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Компоненты находятся перпендикулярно один одного. Чтобы исследовать поляризацию света предостаточно обладать знаниями о первоначальном расположении лишь одного из векторов света. Как правило, для этого применяется вектор напряженности электрического поля.

В это же время, распространяясь электрическое и магнитное поле заполняют правую систему координат. Формулы осуществляют доказательство, что элементы поля располагаются в фазовой среде в любой временной промежуток имеют возможность обрести значение, соответствующее максимуму в пространстве.

Закон Максвелла допускает, что полностью для всех электромагнитных волн поляризованный свет возможно получить из натурального света благодаря поляризаторам, которые обладают способностью пропускания лучей света исключительно однонаправленным образом. Это, как правило, исландский шпат, кварц либо турмалин.

В волновой оптике волны света исследуются, как электромагнитные волны. Соответственно теории Максвелла, в электромагнитной волне синхронно осуществляют колебания векторы E (напряженность электрического поля) и H (напряженность магнитного поля).

Электромагнитные волны считаются поперечными. Это означает, что вектор напряженности электрического поля и вектор напряженности магнитного поля проходят под 90° направлению распределения волны, образуя с ним правовинтовую систему.

Закон Брюстера и корпускулярно-волновой дуализм

Следовательно, при падении светового луча на диэлектрик под углом Брюстера отображенный и преломленный лучи являются расположенными перпендикулярно. Преломленный луч при угле Брюстера будет оставаться отчасти поляризованным, но с максимальным уровнем поляризации.

Вращение плоскости световой поляризации является сгруппированным поворотом поверхности линейно поляризованного луча света во время преодоления определенного вещества. Данный процесс зачастую отмечается в средах, снабженных круглым двойным преломлением света, а именно, разными показателями светопреломления для поляризованных вкруговую векторов.

Линейно поляризованный свет возможно подать, как результат суммирования двух векторов, распределяющихся в одну сторону. Когда данные два компонента осуществляют распространение в материальном объекте с разными скоростями, тогда это вызывает неожиданный поворот плоскости поляризации результирующего луча. Таким образом, вращение плоскости, в соответствии с законом Брюстера, имеет возможность быть определено магнитным полем снаружи либо структурой вещества изнутри.

Для изучения поляризации света, как правило, применяются специализированное поляризационное оборудование. Данное оборудование имеет характеристики, которые позволяют осуществлять пропускание ключевых компонентов луча с некоторым направлением электрического вектора, именуемого пропускающим коэффициентом поляризационного тела.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Опытные эксперименты русского физика Лебедева в корпускулярно-волновом дуализме продемонстрировали, что световые лучи имеют возможность проявлять значительное давление на окружение. Перед физиком оказалось довольно большое число проблем технического плана. Однако, невзирая на это, у него получилось доказать экспериментальным путем, что фотоны луча света осуществляют передачу поверхностям импульса, значение которого не равно нулю, при встрече с существенными препятствиями.

В итоге ученые вынуждены были согласиться, что каждая элементарная частица является в одно и то же время и физическим телом, и волной. Фотоны имеют как особенности осциллятора, так и свойства физического объекта, что и является основным положением корпускулярно-волнового дуализма. В том числе, требовалось понять, каким непосредственно образом перемещается и существует в пространстве неизмеримая по длине волна с результирующей массой.

На выручку появилось новый термин: «квант». Он представляет собой систему из векторов, осуществляющих взаимодействие с объектом. Сегодня ученые могут выделить следующие кванты:

• Кванты поля гравитации. Данные кванты предвидены исключительно в теории, и не обладают подтверждением в науке;
• Кванты глюонного поля. Данные компоненты были определены, в противовес гравитонам;
• Кванты общей взаимосвязи узлов. Они несут ответственность за преобразование электромагнитного излучения в звуковой сигнал.

Закон Малюса

Свет с другой поляризацией возможно описать в форме суммирования двух линейных элементов. К любому из данных элементов возможно применить закон Малюса, гласящий о том, что интенсивность плоско поляризованного света в итоге преодоления плоско поляризующего фильтра уменьшается пропорционально квадрату косинуса углового значения φ меж поверхностями поляризации проникающего светового луча и фильтра:

\( I = I_0 • cos^2φ\), где

• \(I_0\) – интенсивность попадающего на поляризатор луча;
• \(I\) – интенсивность луча, исходящего из поляризатора.

Данный закон был открыт французским инженером, физиком и математиком Этьеном Луи Малюсом в 1810 г.

В опытах Малюса световой луч последовательно проходил через две одинаковые пластины из турмалина (прозрачный кристалл зеленого цвета). Пластины возможно было разворачивать друг к другу на угловое отклонение φ.

Двойное лучепреломление первым обнаружил датский ученый: медик, анатом, физик и математик Расмус Бартолин в 1669 году, на кристаллическом веществе исландского шпата.

Этот процесс в теории Малюса состоит в следующем: световой луч, попадающий на анизотропный компонент, делится на две составляющие, которые в итоге распространяются с отличительными скоростями и в разнообразных направлениях. Любопытно, что у двуосных кристаллических веществ постоянно есть два ориентира, вдоль каких отсутствует двойное лучепреломление.

В релятивистской форме требуется иметь в виду циклические частоты поляризованных световых волн. Однако данные элементы необходимо учесть, исключительно тогда, когда источник света имеет скорость, приближенную к скорости света. Для практического применения закона Малюса нет необходимости приближаться к скорости света. Релятивистской скоростью является скорость, превышающая 1% от скорости света в вакууме.