1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Поляризація при відбитті і заломленні

Поляризація при відбитті і заломленні

Поляризоване світло можна отримати, використовуючи відбиття або заломлення світла від діелектричних ізотропних середовищ (наприклад, від скла). Якщо кут падіння світла на межу розділу двох діелектриків відмінний від нуля, відбитий і заломлений промені виявляються частково поляризованими. У відбитому промені переважають коливання, перпендикулярні площині падіння (на рис. 5.9 ці коливання позначені крапками), в переломленому промені – коливання, паралельні площині падіння (на рис. 5.9 вони зображені двосторонніми стрілками).
Ступінь поляризації того й іншого променя залежить від кута падіння променя. У кожної пари прозорих середовищ існує такий кут падіння, при якому відбите світло стає повністю плоскополяризованим, а переломлений промінь залишається частково поляризованим, але ступінь його поляризації при цьому вугіллі максимальна (рис. 5.10). Цей кут називається кутом Бpюстеpа. Кут Брюстера визначається з умови
,
де – відносний показник заломлення двох середовищ. Можна показати, що при падінні хвилі під кутом Брюстера відбитий і заломлений промені взаємно перпендикулярні.
Таким чином, платівка діелектрика сортує промені природного світла, відбиваючи переважно промені з одним напрямком коливань і пропускаючи перпендикулярні коливання.

Закон Брюстера може бути використаний для виготовлення поляризатора. У цьому випадку використовують не відбитий, а переломлений промінь, хоча він і не повністю поляризований. Щоб отримати високу ступінь поляризації переломленого променя, його пропускають через стопу скляних пластинок: після проходження кожної наступної платівки стопи ступінь поляризації переломленого променя збільшується. При досить великому числі пластинок проходить через цю систему світло буде практично повністю плоскополяризованим, а інтенсивність минулого світла в відсутність поглинання буде дорівнює половині інтенсивності падаючого на стопу природного світла.
Основними джерелами поляризованого світла в довкіллю є такі яскраві горизонтальні поверхні як водна гладь, мокрий асфальт (рис. 5.11а), сніг, лід (рис. 5.11б), скляні поверхні (рис. 5.11в). За характером впливу на око або фотоплівку плоскополярізованний світло нічим не відрізняється від неполяризованого.

Це світло створює оптичні перешкоди, призводить до погіршення видимості при риболовлі, водінні автомобіля.

Відблиски можуть несподівано виникнути на дорозі, застаючи водіїв зненацька, особливо на мокрій дорозі навесні або восени, коли сонце знаходиться низько над горизонтом (рис. 5.11г).

Найкращим засобом боротьби з цим явищем є використання поляризують фільтрів. Використання поляризують очок, наприклад, під час рибної ловлі дає можливість усунути відблиски на воді, що заважають бачити, що відбувається в товщі води і у дна. Так як у світла, відбитого від води, коливання в основному спрямовані горизонтально, то відбите світло можна послабити, якщо дивитися на воду через поляризатор, площина якого спрямована вертикально. Ослаблення буде максимальним, якщо спостереження вести під кутом, близьким до кута Брюстера. У цьому випадку поляризующие окуляри гасять поляризоване світло, і в прозорій воді стає видно підводний картинка, освітлювана преломленной частиною світлового пучка.
Деякі морські птахи при полюванні закривають очі спеціальним століттям, яке знижує відображення світла, що йде з неба, від поверхні води, і видобуток стає видно краще.
На рис. 5.12 наведені дві фотографії озера. Ліва фотографія зроблена без поляризующего фільтра. Другий кадр зроблений з фільтром. Завдяки цьому стають видно предмети на дні водойми.
Ефект поляризації відбитого світла використовується для виявлення з повітря або з космосу плівок нафти на поверхні води. Поляризатор підсилює контраст між ділянками моря, покритими маслянистої плівкою і позбавленими такої плівки. Пов’язано це з тим, що на покритих брижами ділянках світло відбивається під іншим кутом, ніж на спокійних, і характер поляризації відбитої хвилі спотворюється маслянистим шаром.
Широке застосування для пейзажної фотозйомки знаходять поляризаційні світлофільтри. Фотографічні світлофільтри призначені для того, щоб фотограф міг у разі потреби усувати заважають відблиски, що виникають при відображенні, наприклад, від гладкої поверхні води або від поверхні скла, що захищає музейні експонати. Дія поляризаційних світлофільтрів в цих випадках засноване на тому, що відбите світло в тій чи іншій мірі поляризований (ступінь поляризації залежить від кута падіння світла і при певному куті, різному для різних речовин, – так званому вугіллі Брюстера – відбите світло поляризоване повністю). Якщо тепер дивитися на відблиск через поляризаційний світлофільтр, неважко підібрати такий поворот фільтра, при якому відблиск повністю або значною мірою пригнічується.
Застосування поляризаційних світлофільтрів дозволяє виділити поляризоване світло і творчо використовувати його у фотозйомці. Вплив поляризаційних фільтрів на зображення обумовлено тим, що вони затримують або перетворять поляризоване світло, відбите від будь-яких поверхонь. Це властивість можна використовувати, щоб послабити або підсилити ці відображення. Використання поляризующего світлофільтру, крім того, призводить до посилення кольору об’єкта, так як світлофільтр знищує частину відбитих хвиль, через які до кольору самого предмета домішується білий.
Доброю ілюстрацією впливу світлофільтру на якість зображення є фотографія дівчини, зроблена через скляну вітрину. Перший кадр (рис. 5.13) зроблений без використання світлофільтру, через відбиття світла дівчина погано видно за склом. На другому кадрі (рис. 5.14) немає відбитої від скла хвилі, що заважає правильному сприйняттю цієї фотографії.

ПОДІЛИТИСЯ: