Изучение поляризованного света лабораторная работа 28

 

---

4
1. ВОЛНЫ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ 
Представьте себе, что вы в безветренную погоду сидите на берегу 
пруда и, прикоснувшись прутиком к поверхности воды, приводите ее в 
колебания, как показано на рис.1. Круги, побежавшие по поверхности 
воды, представляют собой один из самых наглядных примеров 
волнового движения. 
Рис. 1 
Движением чего является волна, например, приведенная в нашем 
примере волна на поверхности пруда? Вы считаете, что воды? Бросьте 
на воду поплавок. Он будет двигаться вверх-вниз, в то время как волна 
распространяется по горизонтали. 
Анализ возникновения и распространения различных волн привел 
к выводу о том, что 
волна - это распространение состояния колебаний. 
На водной поверхности, рассматриваемой в нашем примере, 
можно выделить две области: невозмущенную и охваченную 
колебаниями. 
Область, охваченную распространяющимися колебаниями, 
называют волновым полем, а ее границу волновым фронтом. 
 
 

---

5
2.
ПОЛЯРИЗАЦИЯ 
Направление распространения волны и направление переносимых 
ею колебаний ориентированы произвольным образом (рис. 2). На этом 
рисунке буквой 
V
обозначен вектор скорости волны. Направление 
колебаний изображено двунаправленным отрезком. Такая волна 
называется 
волной смешанного типа. 
В природе чаще всего 
встречаются волны смешанного типа. Это акустические волны в 
твердых телах, электромагнитные волны в проводящих, средах, 
например, плазме, и т. д. Можно представить себе два предельных 
случая волны смешанного типа: 
Рис. 2 
1. Волна, у которой направление колебаний совпадает с 
направлением распространения (рис. 3). Она называется 
продольной. 
Продольными являются 
звуковые волны в газах и жидкостях. 
2. Волны, у которых направление колебаний перпендикулярно 
направлению распространения волны (рис. 3). Они называются 
поперечными. 
Поперечными являются электромагнитные волны в 
вакууме и газах, в частности световые волны. 

---

6
Рис. 3 
Электромагнитную волну можно охарактеризовать (рис. 5) тремя 
взаимно перпендикулярными векторами 
Е, Н
, 
v, 
представляющими 
собой напряженности электрической и магнитной составляющей 
электромагнитного 
поля 
и 
скорость 
распространения 
электромагнитной волны, соответственно. 
Рис. 4. 
Оказалось, что во взаимодействии электромагнитной волны с 
веществом основную роль играет напряженность электрического поля. 
Именно она, будучи выразителем одного из наиболее сильных 

---

7
взаимодействий, 
обусловливает 
химическое 
действие 
электромагнитной 
волны. 
Под 
воздействием 
электрической 
составляющей световой волны происходит разложение глазного 
пурпура, и формируются зрительные ощущения. По этой причине 
вектор 
Е
напряженности 
электрической 
составляющей 
электромагнитной волны называют 
световым вектором.
Если смотреть навстречу распространяющейся электромагнитной 
волне, 
то 
ориентация 
светового 
вектора 
в 
плоскости, 
перпендикулярной направлению распространения, оказывается 
неопределенной. В зависимости от того, как изменяется эта ориентация 
электромагнитные волны подразделяют на 
поляризованные
и 
неполяризованные. У неполяризованных волн ориентация светового 
вектора изменяется случайным образом. У поляризованных - 
закономерно.
Элементарным источником света в 
большинстве случаев является ускоренно 
движущийся электрон. Свет, излучаемый 
таким 
электроном, 
эллиптически 
поляризован.
Это означает, что световой 
вектор равномерно вращается, изменяя свою 
длину так, что его конец описывает эллипс, 
расположенный в плоскости, перпендикулярной направлению 
распространения световой волны. Если направление вращения 
совпадает с направлением вращения головки правого винта, 
движущегося вдоль светового луча, свет называют 
правоэллиптически 
поляризованным
(рис. 6 а). В противоположном случае — 
левоэллиптически поляризованным
(рис. 6 б). 
В пределе эллипс может превратиться 
в окружность (рис. 7). Тогда волну 
называют поляризованной по кругу или 
циркулярно поляризованной.
Она также 
может быть лево (рис. 7 а) или право (рис. 
7 б) циркулярно поляризованной. 
Если эллипс «схлопывается» в прямую линию, волну называют 
линейно поляризованной.
По причинам исторического характера в 
течение длительного времени общеупотребительным был термин 
«плоско поляризованный свет». Плоскостью поляризации в 
отечественной 
литературе 
принято 
считать 
плоскость,