Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса

Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса.
Естественный свет - оптическое излучение с быстро и беспорядочно изменяющимися направлениями напряжённости эл.-магн. поля, причём все направления колебаний, перпендикулярные к световым лучам, равновероятны.
Поляризованный – свет, в котором направления колебаний светового вектора упорядочены каким-либо образом.
Частично-поляризованный свет – если в результате каких-либо внешних воздействий появляется преимущественное направление колебаний вектора Е.
Плоскополяризованный – если колебания вектора Е происходят только в одной плоскости.
Интенсивность света после поляризатора определяется законом Малюса. I=I₀*cos²α
I₀-интенсивность до поляризатора; I – интенсивность после поляризатора; α – угол между вектором Е и плоскостью поляризации.
Пусть на 2 поляризатора падает естественный свет.
I₁=1/2*I_ест
I₂=1/2*I_ест*cos²α=I₁*cos²α
Степень поляризации луча Δ=(Imax-Imin)/(Imax*Imin)
22. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера.
Поляризованный свет можно получить, используя отражение или преломление света от диэлектрических изотропных сред. Если угол падения света на границу раздела двух диэлектриков отличен от нуля, отраженный и преломленный лучи оказываются частично поляризованными. Степень поляризации того и другого луча зависит от угла падения луча. У каждой пары прозрачных сред существует такой угол падения, при котором отраженный свет становится полностью плоскополяризованным, а преломленный луч остается частично поляризованным, но степень его поляризации при этом угле максимальна. Этот угол называется углом Бpюстеpа. Угол Брюстера определяется из условия: tgφ_Бр=n₂₁=n₂/n₁
23. Естественный и поляризованный свет. Вращение плоскости поляризации.
Плоскость, в которой совершает колебания вектор Е, называется плоскостью колебаний, а вектор Н – плоскостью поляризации.
Если колебания вектора Е упорядочены каким-либо образом, свет называется поляризованным. Если в одной плоскости – плоско-поляризованным.
Если колебания Е в одной плоскости преобладают над другими – свет частично поляризованный.
В естественном свете вектор Е не испытывает асимметрии относительно направления распространения луча.
Плоско поляризованный свет получают с помощью приборов – поляризаторов.
Интенсивность света поле поляризаторов определяют по закону Малюса: I=I_oCOS²α , где I_o – интенсивность до поляризатора, I – после, α – угол между Е и плоскостью поляризации.
Степенью поляризации луча называется величина, равная: Δ=(I_max-I_min)/(I_max+I_min)
Для естественного света Δ=0, для плоско поляризованного Δ=1, для частично поляризованного 0<Δ<1.
Плоско поляризованный свет получается при отражении от границы раздела двух сред, если угол падения равен углу Брюстера: tgα_бр=n₂₁=n₂/n₁
При прохождении света через оптически активное вещество вектор Е поворачивается. Данное явление называется вращением плоскости поляризации.
Угол поворота плоскости поляризации для кристаллов и чистых жидкостей: ϕ=αd; для растворов: ϕ=[α]cd , где d - расстояние, пройденное светом в оптически активном веществе, a ([a]) - так называемое удельное вращение, численно равное углу поворота плоскости поляризации света слоем оптически активного вещества единичной толщины (единичной концентрации - для растворов), С - массовая концентрация оптически активного вещества в растворе, кг/м3. Удельное вращение зависит от природы вещества, температуры и длины волны света в вакууме.
Явление вращения плоскости поляризации можно объяснить с помощью двух предположений Френеля:

1. 
   Любая плоско поляризованная волна может быть представлена как 2 волны, поляризованные по кругу с правым и левым вращением
   
2. 
   Скорости вращения в оптически активном веществе разные.