Поляризованный и естественный свет

Поляризованный и естественный свет
Из теории Максвелла следует, что свет является поперечной электромагнитной волной. Вектор напряжённости электрического поля (электрический или световой вектор) и вектор напряжённости магнитного поля (магнитный вектор) в световой волне колеблется в направлении перпендикулярном скорости распространения волны.
Линейно поляризованной волной называется волна, вектор  которой не изменяют направление колебаний в пространстве.
Уравнение плоской монохроматической линейно-поляризованной волны, распространяющейся в направлении оси ОХ:
,
где ω – циклическая частота,  - волновое число, υ – скорость распространения волны.
В каждой точке электромагнитного поля электрический вектор  совершает гармонические колебания в плоскости XOY, которая называется плоскостью колебания.

Магнитный вектор  колеблется в плоскости XOZ – в плоскости поляризации.
Световая волна со всевозможными одинаково вероятными направлениями колебаний электрического и магнитного векторов называется естественным светом.
В естественном свете плоскости поляризации меняют ориентацию в пространстве с течением времени.
Естественный свет можно представить в виде суперпозиции двух волн, которые поляризованы во взаимно-перпендикулярных плоскостях. Запишем уравнение естественного света только для электрического вектора волны:
;
,
где E_y, E_z – проекции электрического вектора  на оси координат, α – сдвиг по фазе между колебаниями по Y и Z. Для естественного света E_oy=E_oz.
Частично поляризованным называется свет, если в нём есть преимущественное направление колебаний вектора 
(E_oy>>E_oz) или (E_oz>>E_oy).
Частично поляризованный свет можно рассматривать как смесь одновременно распространяющихся в одном и том же направлении естественного и линейно поляризованного.
Поляризацией света называется выделение линейно поляризованного света естественного или частично поляризованного. Для этой цели используются специальные устройства, называемые поляризаторами.
Для определения характера и степени поляризации используют устройства, называемые анализаторами.
Поляризатор можно использовать в качестве анализатора.
Анализатор или поляризатор условно изображают в виде решётки, “прутья” которой параллельны направлению колебаний вектора  в проходящем сквозь неё свете.
Если на такую решётку-анализатор падает естественный свет, то интенсивность проходящей волны не изменяется при вращении анализатора вокруг направления падающего луча вследствие того, что в естественном свете ни одно из направлений плоскости поляризации (плоскости колебаний) не является преобладающим.

,
где I₀ – интенсивность падающего естественного света,
k – коэффициент прозрачности анализатора,
I_А – интенсивность проходящего света.
На выходе из анализатора-поляризатора имеем линейно поляризованную волну.
Если падающий свет частично поляризован, то I_A при вращении анализатора изменяется в зависимости от ориентации его главной плоскости (т.е. направления прутьев) по отношению к преимущественному направлению колебаний вектора  в падающем свете.