Методи поляризації світла

Методи отримання поляризованого світла розглядалися різними вченими. Найбільш поширені з них широко застосовуються в сучасному світі.

Відкриття поляризації світла просунуло науку на багато кроків вперед і дозволило вченим зробити важливі відкриття.

Суть поляризації світла в дослідженнях вчених

У 1819 р вчені О. Френель і Д. Араго відкрили нове явище в фізиці, назване поляризацією світла. Одним з методів її отримання є приклад з проходженням світла крізь кристал турмаліну. З цією метою беруться дві рівні прямокутні пластини з турмаліну, вирізані таким чином, що одна зі сторін збігається з певним напрямом всередині кристала (оптична вісь). Далі слід накласти пластини один на одного, добившись збіги їх осей у напрямку, і пропустити через складену пару платівок вузький світловий пучок світла від будь-якого джерела або від Сонця.

При обертанні однієї з платівок навколо пучка (друга зберігає свою нерухомість при цьому) можна виявити, що наступний пучок світла стає більш слабким, а при її повороті на 90 °, він і зовсім зникає. При продовженні обертання пластинки, що проходить пучок світла знову посилюється і поступово досягає своєї попередньої інтенсивності (в умовах її повороту на 180) іншими словами, – після того, як оптичні осі знову розмістяться паралельним чином.

Світловий пучок втрачає свою симетричність щодо променя через те, що площина розміщення променя і осі відрізняється від площини, де розміщені промінь і перпендикуляр до осі турмаліновим пластинки. Таким чином, здатність проходження такого променя крізь другу пластину турмаліну буде залежати від її орієнтації щодо променя. Така асиметрія відсутня в світловому пучку, що йде безпосередньо від джерела, при цьому орієнтація пластинки турмаліну для даного пучка світла не впливає на його інтенсивність. Це пояснюється наступним чином:

  • здатністю пластинки турмаліну до пропускання світлових коливань виключно в разі їх спрямованості паралельно оптичної осі;
  • спрямованістю світлових коливань в пучку перпендикулярно лінії світла, що поширюється (світлові хвилі при цьому поперечні);
  • поперечні коливання світла від джерела (Сонця) і однаковість їх кількісного відносини.

Проходження природного світла крізь турмалін провокує відбір з усіх напрямків поперечних коливань виключно тих, які він здатний пропускати. З цієї причини світло, являючи собою сукупність поперечних коливань одного напрямку і визначається орієнтацією осі пластинки турмаліну, вважається плоскополяризованим.

Площина коливання електричного вектора називається площиною коливань, що здійснюються поляризованим світлом, при цьому перпендикулярна до неї площину вважається площиною поляризації. Поляризація, таким чином, вважається явищем формування поляризованого світла з природного.

Крім кристала турмаліну, в науці відомі і деякі інші кристали, здатні поляризувати світло. При цьому більшість з них (наприклад, ісландський шпат) можуть пропускати два променя одночасно, а ці промені поляризовані в двох напрямках, взаємно перпендикулярних один до одного. Це, в свою чергу, створює певні труднощі в ході спостережень поляризованого світла і вимагає наявності спеціальних пристосувань, щоб відокремити ці промені один від одного.

Поляризація світла може також спостерігатися при відображенні і ламанні світла. В якості одного з найпростіших методів отримання плоскополяризованого світла (коли коливання здійснюються в одній площині) вважається його відображення від поверхні скла.

Частково поляризоване світло буде відрізнятися від природного (неполяризованого) амплітудою своїх коливань (тим, що в одній певній площині вона виявляється більше або менше порівняно з іншими площинами).

Для отримання плоскополяризованого світла у фізиці застосовуються поляроїди (спеціальні целулоїдні плівки для нанесення одно орієнтованих кристалів герапатіта, їх широке використання спостерігається в автомобільній промисловості).

Водій завдяки таким поляроїда може бачити відбите світло фар свого авто, тобто – освітлювану ними дорогу, але при цьому не бачить світло фар зустрічної машини, оскільки вони теж покриті поляроїдом. Взаємна перпендикулярність площини поляризації захищає водія від сліпучого впливу фар зустрічного автомобіля.

Дія світлових хвиль в методах отримання поляризованого світла

Відкриття явища поляризації світла свідчить про поперечнысть світлових хвиль. Таким чином, вдалося встановити, що світлові хвилі можуть вважатися електромагнітними і являти собою поширення змінних магнітного і електричного полів, чиї напруженості при цьому перпендикулярні не тільки один до одного, а й до лінії поширення хвилі.

Поперечність світлових хвиль довели в своїх дослідах вчені, вивчаючи поляризацію світла (зокрема, це пояснюється, завдяки електромагнітної теорії світла). Напрямок світлових коливань може визначатися напрямком коливань вектора електро-напруженості. Відповідні досліди дозволили встановити той факт, що у що проходить крізь турмалін хвилі коливання вектора такої напруженості будуть спрямовані вздовж оптичної осі. Крім плоскополяризованого світла, в природі існують ще такі значущі види поляризованого світла:

  • поляризований по колу;
  • еліптично поляризоване світло.

Найбільш загальним типом світловий поляризації світла вважається еліптично поляризоване світло, інші види поляризації представляють вже окремі випадки. З еліптичної поляризацією вчені пов’язують загальне визначення природного світла. Так, відповідно до теорії С. Вавілова, природне світло теоретично можна отримувати численними способами, якщо розглядати його:

  • у вигляді результату накладення однотипних еліпсів (з хаотично розміщеними осями);
  • в якості суми будь-яких еліпсів, які при цьому будуть хаотично орієнтованими.
ПОДІЛИТИСЯ:

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.

Дивіться також:
Стандартна модель