14 ŚWIATŁA SPOLARYZOWANE. SPOSOBY POLARYZACJI. PRAWO MALUSA

(Dawid Kozdraś)

POLARYZACJA ŚWIATŁA to uporządkowanie kierunków drgań wektorów natężenia pola elektrycznego i pola magnetycznego fali świetlnej. Jak wiadomo, światło to fale elektromagnetyczne (o długościach zawartych w przedziale 4-7*10^-7 m) czyli zjawisko polegające na rozchodzeniu się drgań elektrycznych i magnetycznych, wzajemnie sprzężonych i prostopadłych względem siebie i względem kierunku rozchodzenia się światła. Fale świetlne są falami poprzecznymi, ponieważ wektory natężenia pola elektrycznego i magnetycznego są prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali.

Do określania fali elektromagnetycznej bierze się kierunek drgań pola elektrycznego. Nazywany jest on kierunkiem polaryzacji. Jeżeli drgania pola elektrycznego są w jednym kierunku to taką falę nazywamy spolaryzowaną liniowo, jeśli drgania są w różnych kierunkach to niespolaryzowaną.

W polaryzacji kołowej rozchodzące się zaburzenie określane wzdłuż kierunku ruchu fali ma zawsze taką samą wartość, ale jego kierunek się zmienia. Kierunek zmian jest taki, że w ustalonym punkcie przestrzeni koniec wektora opisującego zaburzenie zatacza okrąg w czasie jednego okresu fali. Rozróżnia się polaryzację kołową prawoskrętną i polaryzację kołową lewoskrętną. Wektor opisujący zaburzenie obraca się wtedy albo w prawo, albo w lewo.

Kolejny rodzaj polaryzacji to polaryzacja eliptyczna W polaryzacji eliptycznej rozchodzące się zaburzenie określane wzdłuż kierunku ruchu fali ma zawsze wartość i kierunek taki, że w ustalonym punkcie przestrzeni koniec wektora opisującego zaburzenie zatacza elipsę.

Czyli krótko mówiąc.

Polaryzacja to zjawisko polegające na uporządkowaniu płaszczyzny drgań wektora

Podobny wykres był na stronie naszego ukochanego wykładowcy

Sposoby polaryzacji:

Polaryzacja światła, częściowa lub całkowita, następuje m.in.:

a) przy przechodzeniu światła przez ośrodki wykazujące własności tzw. dichroizmu liniowego (selektywnej absorpcji czyli niejednakowego pochłaniania fal świetlnych o różnych kierunkach drgań świetlnych), w tym przez tzw. Polaroidy.

b) podczas załamania wiązki światła w kryształach anizotropowych posiadających

właściwość dwójłomności:

wiązka światła niespolaryzowanego skierowana na ośrodek dwójłomny

(np. kryształ kalcytu) rozdziela się na dwie składowe wiązki (zwyczajną i nadzwyczajną)

c) przy odbiciu (całkowicie spolaryzowana) i załamaniu (częściowo spolaryzowana) światła od powierzchni szkła lub innego ośrodka przezroczystego

d) przy rozpraszaniu światła (gdy wiązka przechodzi przez objętość w której zawieszone są małe cząsteczki wówczas światło rozproszone na boki jest częściowo spolaryzowane liniowo

Definicja polaroidu prosto z strony naszego wielmożnego wykładowcy

POLAROID - substancja przepuszczająca światło o kierunku drgań wektora E zgodnym z charakterystycznym dla polaroidu kierunkiem

Prawo Malusa - prawo odkryte przez francuskiego fizyka Malusa określające natężenie światła spolaryzowanego po przejściu przez polaryzator.

Natężenie światła spolaryzowanego liniowo po przejściu przez idealny polaryzator optyczny jest równe iloczynowi natężenia światła padającego i kwadratu cosinusa kąta między płaszczyzną polaryzacji światła padającego a płaszczyzną polaryzacji światła po przejściu przez polaryzator

I₀ - natężenie światła padającego,

α - kąt między płaszczyzną polaryzacji światła padającego i płaszczyzną polaryzacji polaryzatora.

Prawo to wynika z faktu, że przez polaryzator przechodzi tylko składowa wektora natężenia pola elektrycznego fali elektromagnetycznej zrzutowana na kierunek polaryzacji polaryzatora

Na stronach naszego fizycznego wirtuoza jest także napisane:

-Fale radiowe są zawsze spolaryzowane, światło nie jest spolaryzowane z wyjątkiem światła laserowego (to chyba akurat wszyscy wiedzą ale jakby kogoś zaćmiło )

- światło jest wysyłane z poszczególnych atomów , każda fala ma inną przypadkową płaszczyznę polaryzacji.

---