Теоретическая часть. Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества атомов

Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества атомов. Атомы излучают световые волны независимо друг от друга, поэтому световая волна, излучаемая телом, характеризуется всевозможными равновероятными колебаниями вектора напряженности электрического поля (светового вектора) и вектора напряженности магнитного поля. Векторы и взаимно перпендикулярны и колеблются перпендикулярно вектору скорости распространения волны (перпендикулярно лучу).

Рис. 3.1

Обычно все рассуждения ведутся относительно вектора , потому что при действии света на вещество основное значение имеет электрическая составляющая поля волны, действующая на электроны в атомах вещества.

Плоскость, в которой происходят колебания вектора , называется плоскостью поляризации.

Свет со всевозможными равновероятными ориентациями вектора называется естественным.

Свет, в котором направление колебаний вектора каким-то образом упорядочены, называется поляризованным.

Поляризацией света называется выделение линейно поляризационного света из естественного или частично поляризованного. Для этой цели используются специальные устройства, называемые поляризаторами. Их действие основывается на поляризации света при его отражении и преломлении на границе раздела двух диэлектрических сред, а также на явлениях двойного лучепреломления и дихроизма.

Чтобы убедиться в том, что свет поляризован, и определить направление поляризации, используют второй поляризатор, который помещают после первого поляризатора (рис.3.2). Второй поляризатор в этом случае называют анализатором.

Рис. 3.2

Если плоскости пропускания поляризатора и анализатора параллельны друг другу, то плоскополяризованный свет проходит анализатор, почти не изменяя своей интенсивности (рис.3.2а). Если же плоскости пропус­кания поляризатора и анализатора взаимно перпендикулярны, то ана­лизатор полностью поглощает падающий на него свет, и интенсив­ность прошедшего света равна нулю (рис. 3.2б). В остальных случаях интенсивность света, прошедшего через анализатор, будет иметь некоторое промежуточное значение, зависящее от угла между направлениями пропускания поляризатора и анализатора (рис.3.2в).

Зависимость между интенсивностью света, прошедшего через анализатор , и углом может быть установлена следующим образом. Обозначим амплитуду вектора волны, прошедшей через поляризатор, буквой . Разложим вектор на два взаимно перпендикулярных со­ставляющих вектора и _II таким образом, чтобы вектор _II был параллелен направлению пропускания анализатора. Это соответствует разложению волны, на две плоскополяризованные, колеблющиеся в одинаковых фа­зах, но в перпендикулярных плоскостях. Одна из волн с амплитудой _II, пройдет через анализатор, а другая будет полностью поглощена. Из рис.3.2в видно, что

(3.1)

Так как интенсивность световой волны пропорциональна квадрату амплитуды, то интенсивность света, прошедшего через анализатор

(3.2)

или с учетом (3.1)

(3.3)

Так как интенсивность света, прошедшего через по­ляризатор и падающего на анализатор

(3.4)

то

(3.5)

Формула (3.5) представляет собой математическое выражение закона Малюса.

Интенсивность света, прошедшего через анализатор, пропорциональна квадрату косинуса угла между оптическими осями поляризатора и анализатора.