ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА Естественный и поляризованный свет

Приведенное рассмотрение показывает, что можно различать следующие виды поляризации света естественный и частично линейно, циркулярно и эллиптически поляризованный свет. Для решения ряда измерительных задач используются оптические системы, в которых формируется эллиптически поляризованный свет. В этих случаях необходимо определить количественные характеристики эллиптически поляризованного света, получаемого на выходе, — форму эллипса и его ориентацию. Для этой цели применяются особые оптические устройства, так называемые компенсаторы. [c.212]

Свет фотолюминесценции, вообще говоря, поляризован как при возбуждении поляризованным, так и естественным светом. Если обозначить через р степень поляризации света фотолюминесценции при возбуждении естественным светом, а через Рр — поляризацию при возбуждении линейно поляризованным светом с вертикальными колебаниями, то при наблюдении в направлении, перпендикулярном к плоскости, в к-рой лежат возбуждающий луч и колебания электрич. возбуждающего вектора, [c.137]

Теперь можно полностью истолковать этот эксперимент. При падении на первое зеркало естественного (неполяризованного) света под углом Брюстера отраженный свет оказывается полностью поляризованным. От второго зеркала он либо отразится полностью (П2 II ni рис. 2. 13, а) или совсем не отразится от него (П2 X пх рис. 2.13, б), так как в последнем случае второе зеркало отражает свет только той поляризации, которая отсутствовала в пучке, отраженном от первого зеркала. Контрольными опытами нетрудно показать, что именно поляризация света при первом отражении и определяет условия отражения от второго зеркала. Для этого можно заменить первое зеркало каким-либо поляризатором (например, поляроидом или призмой Николя см. 3.1). Изменяя поляризацию падающего на второе зерка.по света, легко перейти от максимальной к минимальной интенсивности света на выходе. Укажем также, что если одно из диэлектрических зеркал заменить обычным металлическим, то ни при каком положении другого зеркала не удается добиться исчезновения света. Следовательно, при отражении света от металлического зеркала никогда не получается линейно поляризованная волна (см. 2.5). [c.88]

Однако нам одновременно приходится наблюдать излучение огромного числа атомов, посылающих различно поляризованный свет. Кроме того, и каждый атом после нескольких сотен тысяч колебаний начинает испускать свет с новым состоянием поляризации. Таким образом, обычно наблюдаются множество всех возможных ориентаций и // и быстрая с.мена этих ориентаций, что и представляет собой естественный свет. Пока свет дойдет от излучающих атомов до наблюдателя, он может претерпеть ряд воздействий, вносящих некоторую поляризацию, которой мы обычно почти не замечаем. Только при специальных условиях наблюдения (свет, рассеянный атмосферой свет, отраженный водной поверхностью, и т. д.) доля поляризованного света может заметно возрасти. [c.380]

Если один из пучков по выходе из первого кристалла заставить упасть нормально на грань второго кристалла, то мы опять получим два пучка, лежащих в главной плоскости второго кристалла и поляризованных так же, как и раньше, по отношению к главной плоскости второго кристалла. Таким образом, направление поляризации зависит только от ориентации кристалла и не зависит от того, поляризован ли падающий на него свет или же он является естественным. Интенсивности обоих пучков будут, однако, в случае поляризованного падающего луча зависеть от угла а между направлением колебаний в падающем поляризованном луче и главной плоскостью второго кристалла. Действительно, во втором кристалле направление колебаний в необыкновенном луче, лежащих в главной плоскости второго кристалла, составит угол а с направлением колебаний в падающем поляризованном свете, а направление колебаний в обыкновенном луче образует с ним угол я/2 — а. Если амплитуда падающей на второй кристалл волны равна А, то амплитуды обеих волн, выходящих из кристалла, будут равны [c.383]

Отсюда видно, что степень поляризации равна нулю, если свет естественный (/- - = / 1), и достигает 100%, когда одна из компонент равна нулю. Для света, отраженного под углом Брюстера, / 1 = 0 и Р= 100%, т. е. свет полностью поляризован. [c.20]

На протяжении всего предыдущего изложения мы неоднократно пользовались понятиями линейной и эллиптической поляризации, естественного и частично поляризованного света, не вдаваясь в детали этих понятий. Теперь более подробно рассмотрим поляризованный свет и познакомимся с оптическими устройствами для его получения. [c.33]

В явлениях интерференции света кроме когерентности очень важно еще и состояние поляризации интерферирующих лучей. При рассмотрении интерференции (гл. 4—7) мы специально не оговаривали состояние поляризации и но существу предполагали, что интерферирующие лучи линейно поляризованы в одной плоскости. Действительно, в общем случае это ус-.ловие в когерентных лучах выполняется. В каждом элементарном акте излучается поляризованный свет. Поскольку интерферируют лучи от источника, испущенные в одних и тех же элементарных актах, то они в каждый данный момент являются не только когерентными, но и одинаково поляризованными. Тот факт, что в следующий момент они будут поляризованы в другой плоскости, не имеет значения. Естественно, что интерференционная картина должна сохраняться и в том случае, когда оба когерентных естественных луча поляризованы в одной плоскости с помощью, например, поляризаторов или любым другим способом. [c.49]

Как уже отмечалось, если в системе, изображенной на рис. 18.4, убрать поляризатор П] и направить па пластинку естественный свет, то интерференционной картины не будет. Если же на пластинку направить частично поляризованный свет, то через анализатор ГК будет наблюдаться интерференционная картина, хотя и не такая контрастная, как при падении линейно поляризованного света. Таким образом, сочетание кристаллической пластинки и анализатора представляет собой устройство, позволяющее при появлении интерференционной картины обнаруживать частичную поляризацию в падающем свете. Такие устройства называются полярископами. Чувствительность полярископа зависит в первую очередь от конструкции и ориентации кристаллической пластинки (вместо одной пластинки можно применять систему пластинок). Наиболее известен полярископ Савара, в котором используются две кварцевые пластинки равной толщины, вырезанные под углом 45° к оптической оси и сложенные так, чтобы их оси были в скрещенном положении (рис. 18.8). При достаточной яркости исследуемого света с помощью полярископа Савара можно обнаружить степень поляризации порядка 1—2 %. Очевидно, что полярископом можно только обнаружить поляризацию, а для ее количественного измерения необходимо специально проградуированное компенсирующее устройство (например, стопа стеклянных пластинок, по- [c.60]

Таким образом, для системы хаотически ориентированных осцилляторов испускание частично поляризовано (Р = 0,5). При возбуждении естественным светом степень поляризации будет ниже. Расчет показывает, что связь между степенью поляризации при возбуждении линейно поляризованным (Рр) и естественным (Рп) светом имеет вид Р = Рр/(2—Рр). Нетрудно видеть, что максимальное значение степени поляризации при возбуждении естественным светом Р=1/3. Опыт показывает, что Р в ряде случаев может принимать и отрицательные значения. Их появление связывается с поглощением света и его испусканием различными осцилляторами в молекулах, расположенными друг к другу под определенным углом а.. Расчеты, выполненные независимо Левшиным и Перреном, приводят к формуле [c.262]

Метод исследования в поляризованных лучах применяется в проходящем и в отраженном свете для так называемых анизотропных объектов, обладающих двойным лучепреломлением или отражением. Такими объектами являются многие минералы, угли, некоторые животные и растительные ткани и клетки, искусственные и естественные волокна и т. д. Если такие объекты осветить поляризованным светом, то при прохождении через объект происходят характерные видоизменения поляризации света. По этим изменениям можно судить об основных оптических характеристиках анизотропного препарата. К главным оптическим характеристикам относятся сила двойного лучепреломления, количество оптических осей (одноосный, двуосный), ориентировка осей по от-нощению к геометрической форме объекта, способность вращать плоскость поляризации и плеохроизм. Эти характеристики в свою очередь связаны с некоторыми важнейшими свойствами, присущими изучаемому объекту. [c.16]

Изучение ориентации зерен. Поляризованный свет может использоваться для изучения ориентации кристаллов поворот до гашения при скрещенных поляроидах означает, что специфическое кристаллографическое направление располагается в плоскости поляризации или под прямым углом к ней. Это может, естественно, иметь отношение к поверхностной пленке и приемлемо только в том случае, если пленка воспроизводит структуру кристалла-подложки. Метод применим к алюминию, бериллию и мо-нель-металлу. Интерпретация результатов требует определенной осторожности даже для оптически анизотропных металлов [64]. [c.361]

Излучение обычных источников света не поляризовано. Это так называемый естественный свет, в котором представлены все направления колебаний вектора Е в плоскости, перпендикулярной направлению распространения. Физические процессы в источниках, приводящие к испусканию естественного света, рассмотрены в 1.8. Линейно поляризованный свет получают, пропуская естественный через оптические поляризаторы. Существует много типов таких устройств. Их действие основано на различных физических принципах. Некоторые типы поляризаторов описаны ниже (см. 3.2, 4.4). С их помощью можно не только получить линейно поляризованный свет, но и выяснить, имеет ли исследуемое излучение линейную поляризацию. Выполняющее такую роль поляризационное устройство называют анализатором. Интенсивность пропускаемого через анализатор линейно поляризованного света при повороте анализатора изменяется от максимального значения, когда направление поляризации совпадает с направлением пропускания анализатора, до нуля, когда эти направления перпендикулярны. Схема таких опытов показана на рис. 1.4, и, б. Если свет не обладает линейной поляризацией, то при пропускании через анализатор А его [c.20]

Расщепление собственной частоты осциллятора в магнитном поле должно проявляться не только в испускании, но и в поглощении света максимумы поглощения света левой и правой круговых поляризаций при распространении вдоль магнитного поля приходятся на частоты о о 2. Линейно поляризованный и естественный свет можно разложить на сумму двух циркулярно поляризованных волн, поэтому в поглощении должны наблюдаться сразу две линии на частотах о о 2 (обратный эффект Зеемана). [c.102]

Естественный падающий свет можно представить как некогерентную смесь двух волн одинаковой интенсивности, линейно поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях, например вдоль осей J и I/ на рис. 2.14. Поэтому и дипольный момент р рассеивающей частицы будет совершать колебания вдоль осей хну. При наблюдении перпендикулярно первичному пучку, т. е. вдоль оси у(0 = л/2), рассеянный свет будет полностью поляризован, так как распространяющееся в этом направлении излучение обусловлено только колебаниями р вдоль оси х. По мере изменения угла 0 от значения л/2 (в обе стороны) к поляризованному вдоль оси X рассеянному свету неизменной интенсивности примешивается не когерентный с ним свет, поляризованный в плоскости yz (рис. 2.14), интенсивность которого изменяется как os B. В результате степень поляризации рассеянного света постепенно уменьшается, обращаясь в нуль для 0 = 0 и 0 = л, а его интенсивность изменяется как 1 + os 0. Этим объясняется индикатриса рассеяния естественного света, приведенная на рис. 2.13. [c.118]

С помощью четвертьволновой пластинки можно также Отличить на опыте свет круговой поляризации от естественного, а эллиптический — от частично поляризованного. Одного только поляризационного прибора (анализатора) недостаточно, чтобы различить эти типы поляризации. Как для поляризованного по кругу, так и для света естественного, интенсивность после прохождения через анализатор одинакова при любой его ориентации. Если же предварительно ввести пластинку Х/4, то поляризованный по кругу свет превратится в линейно поляризованный, который можно полностью погасить при определенной ориентации анализатора. Естественный свет можно рассматривать как наложение двух волн одинаковой интенсивности с ортогональными поляризациями, разность фаз между которыми изменяется в течение времени наблюдения случайно. Внесение четвертьволновой пластинкой дополнительной постоянной разности фаз между ними не может изменить случайного характера соотношения фаз ортогональных составляющих. Поэтому прошедший через четвертьволновую пластинку свет остается неполяризованным и его интенсивность не меняется при повороте анализатора. [c.178]

Если экспериментально нельзя выделить какое-либо преимущественное направление колебаний Е, излучение считают неполяризованным. Естественное излучение не является ни полностью поляризованным, ни полностью неполяризованным (обычно вводится понятие степени поляризации, понимая под ней отношение интенсивности компоненты поляризованной части и интенсивности суммарной компоненты). Существует несколько математических методов описания поляризованного света, мы рассмотрим наиболее простой. [c.241]

Для полной характеристики состояния поляризации светового пучка требуется знание 4 величин интенсивностей естественного и подмешанного эллиптически поляризованного света, азимута осей эллипса и его эксцентриситета. Линейно поляризованный свет вполне определяется только указанием плоскости поляризации, т. е. плоскости, перпендикулярной к световому (электрическому) вектору. Для характеристики луча, поляризованного по кругу, достаточно указать направление вращения. [c.155]

Для получения полностью или частично поляризованного света из естественного применяют поляризационные приборы. Линейную П. с. в видимой и ультрафиолетовой областях получают посредством поляризационных призм (разделяющих пучки света с различной поляризацией на основе явления двойного лучепреломления) или поляроидов (поглощающих одну из компонент). В инфракрасной области применяют почти исключительно П. с. при отражении. Для получения эллиптич. П. с. к перечисленным приборам необходимо добавлять пластинку четверть длины волны. Анализ состояния П. с. производят анализаторами. [c.149]

Эта плоскость называется плоскостью колебаний или плоскостью поляризации ). От поляризованного света следует отличать естественный свет. В нем в каждый момент времени векторы Е, Н, Ы, хотя и остаются взаимно перпендикулярными, но направления векторов Ё Н беспорядочно изменяются с течением времени. Поэтому Рис. 234. [c.397]

Если линейно поляризованный свет проходит через плоскопараллельный слой вещества, то в некоторых случаях плоскость поляризации света оказывается повернутой относительно своего исходного положения. Это явление называется вращением плоскости поляризации или оптической активностью. Если вещество не находится во внешнем магнитном поле, то оптическая активность и вращение плоскости поляризации называются естественными. В противоположном случае говорят о магнитном вращении плоскости поляризации или эффекте Фарадея. [c.572]

Возможна ситуация, когда в источнике существует некоторая корреляция между излучателями. Тогда, несмотря на хаотичность движения вектора Е, вероятно-сти разных ориентаций Е неодинаковы (рис. 10.3, б). Это — частично поляризованный свет. Наконец, если все атомы испускают свет с одинаковой поляризацией, излу юние источника в целом будет полностью поляризованным (рис. 10.3, в, г). Такая ситуация типична для лазеров, в которых атомы взаимодействуют друг с другом через поле излучения, или для спета, пропущенного через специальные устройства — поляризаторы. Линейно, циркулярно или эллиптически поляризованный свет является различными реализациями полностью поляризованного излучения, а частично поляризованный свет может быть представлен как смесь естественной и полностью поляризованной компонент. [c.176]

Естественный свет, который обусловлен спонтанным излучением очень большого числа атомов или молекул, часто называют неполяризованным, поскольку его поляризация быстро и хаотически меняется во времени. Если вариации вектора электрического поля нельзя рассматривать ни как полностью регулярные, ни как полностью хаотические, то такой свет называют частично поляризованным. В этом случае можно считать, что световой пучок имеет поляризованную и неполяризованную части [32]. [c.29]

При отсутствии rs- -d = i и с законом сохранения энергии. Если на границу раздела падает естественный свет, т. е. все направления колебаний электрич. вектора равновероятны, то энергия волны поровну делится между р- и -колебаниями, полный коэфф. отражения в этом случае г= = /Лгз+Гр). Если ф+ф"=90°, то ё(ф+ф")- °о и Гр=0, т. е. в этих условиях свет, поляризованный так, что его электрич. вектор лежит в плоскости падения, совсем не отражается от поверхности раздела. При падении естеств. света под таким углом отражённый свет будет полностью поляризован. Угол падения, при к-рои это происходит, наз. углом полной поляризации или у г-лом Брюстера (см. Брюстера закон). Для угла Брюстера справедливо соотношение [c.833]

Чтобы уяснить себе происходящее, представим естественный свет в первичном пучке как совокупность линейно-поляризованных волн с всевозможными направлениями поляризации. В той части света, которая проходит через полуволновую пластинку, произойдет поворот направления поляризации (переход из 1—3 квадрантов во 2—4 квадранты) (см. ПО, б)). Таким образом, направления световых векторов в когерентных пучках, которые в отсутствие пластинки были одинаковы (см. рис. 18.3, б), теперь благодаря действию пластинки на один из пучков окажутся не совпадающими (см. рис. 18.3, в). Результаты интерференции будут различными в зависимости от угла между векторами ОМ и ОМ , так что в среднем не будет ни максимумов, ни минимумов однако нельзя сказать, что мы получим такую же беспорядочную картину, как при наложении некогерентных лучей. [c.395]

Пластинка Я/4 превращает циркулярно поляризованный свет в линейный так же, как и линейный — в циркулярно поляризованный (две пластинки Я/4 тождественны одной пластинке >./2). Легко определяемое на опыте различие между циркулярным и естественным светом состоит в том, что первый можно преобразовать в линейный с помощью иластиики Я/4, а второй нельзя преобразовать. Частично поляризованный свет от эллиптически поляризованного отличается на опыте тем, что в первом случае при введении перед анализатором пластинки Я/4 не будет никаких изменений в углах ориентации анализатора, при которых получаются максимумы и минимумы интенсивности. Во втором же случае максимуму и минимуму интенсивности будут соответствовать различные положения анализатора в присутствии и отсутствие четвертьволновой пластинки. В этой связи следует напомнить, что любая эллиптическая поляризация может быть получена из двух линейных когерентных компонент двумя способами за счет изменения разности фаз при рав- [c.53]

В настоящее время начинают широко применяться устройства, дающие свет, поляризованный по кругу. Круговая поляризация при отражении получена для а в работе [208]. Линейно поляризованный свет, отраженный от зеркала под углом Брюстера, падает на другое зеркало, обладающее тем свойством, что взаимно перпендикулярные компоненты имеют одинаковые коэффициенты отражения и при определенном для каждого материала угле падения сдвинуты по фазе на л/2. Так, например, для алюминиевого зеркала, покрытого естественной пленкой А12О3, при угле падения 52° сдвиг фазы соответствует п/2, и таким образом, свет поляризован по кругу. Система зеркал АЬОз в качестве поляризатора и АЬзеркало для осуществления сдвига по фазе дали для а коэффициент отражения 12%. [c.183]

В знаменателе 1д(ф + ф2), видно, что при ф=фвр получается 1 = 0 отраженной волны не будет, если падающий под углом фБр свет поляризован в плоскости падения. Отсюда следует, что отражение естественно- го света, который можно представить как некогерент-ную смесь двух линейно поляризованных волн с ортогональными направлениями поляризации, обладает замечательным свойством при падении естественного света под углом ф = фвр отразится только составляющая, поляризованная перпендикулярно плоскости падения, и Отраженный свет будет полностью линейно поляризованным. В этом состоит закон Брюстера, открытый экспериментально в 1815 г. Угол фвр называется еще углом полной поляризации. Так как в этом случае 8тф2=со8ф1 (рис. 3.5), то из закона преломления получаем [c.148]

Линейно поляризованный свет можно также получить с помощью дихроичных кристаллов, в которых поглощение, испытываемое линейно поляризованным светом, зависит от ориентации линейной поляризации относительно оптической оси (рис. 4.2.7). Такую среду называют линейно-дихроичной. Поглощение имеет максимальную или минимальную величину в тех случаях, когда направление колебаний электрического поля совпадает с двумя взаимно перпендикулярными направлениями среды, называемыми главными осями дихроизма. Дихроич-ные кристаллы естественного и искусственного происхождения достаточно больших размеров, пригодные для изготовления поляризаторов, отсутствуют в природе и не могут быть изготовлены. В настоящее время используются пленочные дихроичные поляризаторы, называемые поляроидами, или поляризационными светофильтрами. Существует несколько видов Принцип работы поляроидов, отличаю- поляризатора [c.263]

Абсолютно черное тело отличается не только тем, что имеет во всех направлениях одну и ту же яркость, но также и тем, что излучает только естественный, т. е. неполяризо-ванный свет. Давно установлено, что свет, излучаемый реальными источниками в косых (т. е. наклоненных к нормали) направлениях, является частично поляризованным, и только в направлении нормали распространяется неполя-ризованное излучение. Степень поляризации света, испускаемого поверхностью вольфрама под разными углами с нормалью, показана ниже [Л. 33] [c.153]

Навигация викингов. На больших широтах (например, за Полярным кругом) невозможно пользоваться магнитным компасом. Солнце также трудно использовать для ориентировки, потому что даже в полдень оно может быть за линией горизонта. Иногда на самолетах пользуются сумеречным компасом , который определяет положение Солнца ниже линии горизонта по изменению направления поляризации голубого неба. Компас содержит кусок поляроида. Некоторые естественные кристаллы, например турмалин или кордерит, обладают свойствами поляроида. Если рассматривать линейно-поляризованный свет через такой кристалл, то он будет казаться прозрачным при совпадении плоскости поляризации с его осью пропускания и темным при повороте кристалла на 90 . Такие вещества называют дихроичными . [c.402]

Рио. 2. Модулятор на танталате лития является самым совершенным электрооптичеоким модулятором. Лазерный луч проходит через входной поляризатор и фокусируется линзами на модулирующий кристалл. Он отражается от заднего торца кристалла и выходит из него вллиптически-поляризованным. После преобразования его снова в параллельный пучок при помощи линз компонента, поляризованная перпендикулярно компоненте на входе, отклоняется призмой Рошона и образует выходной луч. Если используется импульсно-кодовая модуляция, напряжение на модулирующем кристалле регулируется так, чтобы свет, выходящий из кристалла, был с линейной поляризацией, перпендикулярной к поляризации на входе, и поэтому полностью отклонялся призмой Рошона. Клин, вставленный в пучок, устраняет естественное двулучепреломление кристалла. [c.78]

Из вышесказанного видно, что типы поляризации световых волн отличаются большим разнообразием, поэтому необходимо ввести количественную характеристику — степень поляризации. Определение степени поляризации основано на представлении частично поляризованного света как смеси естественной и по ляризованной компонент [c.177]

Таким образом, естественно поляризованный С1 ет при прохождении границы раздела двух гред превращается в частично поляризованный, а при отражении под углом Брюстера даже в линейно ноляризованный. Линейно поляризованный свет при отражении и преломлении остается линейно поляризованным, но ориентация плоскости поляризации может изменит1эся из-за различия коэффициентов отражения двух компонент. [c.189]

Погрешности вследствие неточного знания состояния поляризации возбуждающего света. Величина деполяризации, измеренная при возбуждении рассеянного света естественным светом, отличается от величины деполяризации, измеренной при возбуждении поляризованным светом. В том случае, когда возбуждаюхдий свет частично поляризован (смесь естественного и линейно поляризованного света), в величину деполяризации вносится систематическая ошибка. [c.158]

Как известно, в природе существует два состояния излучения поляризованное и неполяризованное (естественное). Реальные источники всегда излучают частично поляризованный свет. С точки зрения классической физики свет представляет собой поперечные электромагнитные волны. Поляризованное излучение — это излучение с преимущественным направлением колебаний электрического вектора Е относительно одного из поперечных направлений или с определенным направлением (Вращения. Поляризованное излучение. может иметь линейную, круговую или эллиптическую поляризацию. Если направление электрического вектора постоянно, а во времени меняется только его величина, то такое излучение называют линейноноляризованны.м (или нлоскополяризованны.м). Поляризацию условно называют горизонтальной, если вектор Е полностью лежит в произвольно выбранной плоскости Х01 и вертикальной, если Е лежит в плоскости YOZ. В результате сложения двух волн с горизонтальной Ех и вертикальной Еу поляризацией, сдвинутых одна относительно другой на фазовый угол а, получаем [c.55]

Выше мы обращали внимание на поляризованность светового пучка, создаваемого лазером. В зависимости от конкретного устройства лазера поляризация может быть линейной, круговой или эллиптической, но в любом случае испускается поляризованный, а не естественный свет. В рамках принципа цикличности это свойство излучения лазера самоочевидно. Впрочем, строго монохроматический свет всегда поляризован, и поэтому ценность принципа цикличности в данном случае состоит не в утверждении факта поля-ризованности излучения лазера, а в возможности с его помощью установить состояние поляризации в том или ином лазере. Мы не будем останавливаться более на этом тонком вопросе, решение которого требует привлечения многих сведений о конструкции резонатора и о свойствах активной среды, [c.796]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...