Cтраница 3
Как известно, в каждой точке пространства, до которой доходит световой луч, возникают перпендикулярно ему колебания вектора электрической напряженности Е и вектора магнитной индукции В, причем если направление распространения волны соответствует оси X, то направления колебаний векторов Е и В происходят по осям Y и Z. Будем рассматривать в основном колебания вектора Е, которые воспринимаются нашим глазом. [31]
Поляризованность света характеризуется способностью вектора Е сохранять неизменной свою ориентацию в пространстве. Если направление колебаний вектора Е бессистемно и, следовательно, любая его ориентация в плоскости, перпендикулярной к направлению распространения волны, равновероятна, то такой свет называют неполяризованным или естественным. Если колебания вектора Е фиксированы строго в одной плоскости ( рис. 12 - 5, а), то свет называется линейно поляризованным. [32]
Колебания в необыкновенном луче совершаются в главном сечении. Поэтому для разных лучей направления колебаний вектора Е ( на рис. 136.2 эти направления изображены двусторонними стрелками) образуют с оптической осью разные углы а. Для луча 1 угол а равен л / 2, вследствие чего скорость имеет значение v0 c / Ye, для луча 2 угол а 0 и скорость равна иес / 1 / ец. Для луча 3 скорость имеет промежуточное значение. Можно доказать, что волновая поверхность необыкновенных лучей представляет собой эллипсоид вращения. [33]
Колебания в необыкновенном луче совершаются в главном сечении. Поэтому для разных лучей направления колебаний вектора Е ( на рис. 136.2 эти направления изображены двусторонними стрелками) образуют с оптической осью разные углы а. Для луча 3 скорость имеет промежуточное значение. Можно доказать, что волновая поверхность необыкновенных лучей представляет собой эллипсоид вращения. [34]
Возможны случаи излучения частично-поляризованного света. В таких случаях одно из направлений колебаний вектора Е оказывается преимущественным, но не исключительным. [35]
Вернемся теперь к выявлению тех ограничений, которые связаны с введенными выше упрощениями в постановке задачи. Выше уже указывалось, что закрепление направления колебаний векторов Е и Н соответствует переходу от эллиптической к линейной поляризации электромагнитной волны. Постановка одномерной задачи [ Е ip ( 2 t) ] фактически означает использование плоских волн. В этом случае излучению с плоским волновым фронтом соответствует в оптике параллельный пучок лучей. [36]
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. 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. [37]
Поляризацией света называется совокупность явлений волновой оптики (V.2.1.10), в которых проявляется поперечность электромагнитных световых волн ( IV. Электромагнитная световая волна называется плоскополяризованной ( линейно-поляризованной), если направления колебаний векторов Е и В в этой волне строго фиксированы и лежат в определенных плоскостях. [38]
Электромагнитная световая волна называется естественной ( неполяризованной), если направления колебаний векторов Е и В в этой волне могут лежать в любых плоскостях, перпендикулярных к вектору скорости распространения волны. Колебания могут происходить по любому из направлений, показанных на рис. V.2.15. Направления колебаний вектора В всегда перпендикулярны к направлению колебаний вектора Е и на рис. V.2.15 не показаны. Иными словами, естественным, неполяризованным светом называются световые волны, у которых направления колебаний векторов Е и В хаотически меняются так, что равновероятны все направления колебаний в плоскостях, перпендикулярных к лучу. [39]
Колебания могут происходить по любому из направлений, показанных на рис. V.2.15. Направления колебаний вектора В всегда перпендикулярны к направлению колебаний вектора Е и на рис. V.2.15 не показаны. Иными словами, естественным, неполяризованным светом называются световые волны, у которых направления колебаний векторов Е и В хаотически меняются так, что равновероятны все направления колебаний в плоскостях, перпендикулярных к лучу. [40]
В условии не оговорена физическая природа волн, излучаемых вибраторами. В случае электромагнитных ( поперечных) волн интерференция наблюдается, если обе волны плоскополяризованные и направления колебаний векторов Е - векторов напряженности электрического поля - совпадают. Предположим, что вибраторы представляют собой очень малые линейные гармонические диполи, расположенные перпендикулярно плоскости рисунка. [41]
Поля Е и Н, описывающие световые волны, являются векторными величинами. В предыдущей главе распространение гауссовых пучков мы рассматривали в приближении скалярных волн и нас не интересовало направление колебаний вектора электрического поля. Мы лишь отметили, что вектор электрического поля лежит в плоскости, перпендикулярной направлению распространения. Во многих случаях характер распространения световых волн существенно зависит от направления колебаний электрического поля. Действительно, на протяжении практически всей книги мы будем изучать главным образом распространение поляризованного света и вопросы, связанные с его управлением. В данной главе мы рассмотрим различные характеристики поляризованного света и ряд методов, применяемых при изучении его распространения. [42]
Электромагнитная световая волна называется естественной ( неполяризованной), если направления колебаний векторов Е и В в этой волне могут лежать в любых плоскостях, перпендикулярных к вектору скорости распространения волны. Колебания могут происходить по любому из направлений, показанных на рис. V.2.15. Направления колебаний вектора В всегда перпендикулярны к направлению колебаний вектора Е и на рис. V.2.15 не показаны. Иными словами, естественным, неполяризованным светом называются световые волны, у которых направления колебаний векторов Е и В хаотически меняются так, что равновероятны все направления колебаний в плоскостях, перпендикулярных к лучу. [43]
Это обстоятельство используется для получения поляризованных световых лучей. Интенсивность лучей зависит от состава падающего излучения. Если линейно поляризованный луч падает нормально к поверхности и угол между направлением колебаний вектора и оптической осью равен р ( рис. 21), то в соответствии с принципом суперпозиции вектор S 22 представляется в виде суммы вектора е, параллельного оптической оси, и вектора &0, перпендикулярного этой оси. Первый из векторов является вектором напряженности необыкновенного луча, а второй - обыкновенного. Отсюда следует, что амплитуда колебаний необыкновенного луча равна Ae Asin, а обыкновенного А0 Л cos Р, где Л - амплитуда падающего луча. [44]
Электромагнитная световая волна называется естественной ( неполяризованной), если направления колебаний векторов Е и В в этой волне могут лежать в любых плоскостях, перпендикулярных к вектору скорости распространения волны. Колебания могут происходить по любому из направлений, показанных на рис. V.2.15. Направления колебаний вектора В всегда перпендикулярны к направлению колебаний вектора Е и на рис. V.2.15 не показаны. Иными словами, естественным, неполяризованным светом называются световые волны, у которых направления колебаний векторов Е и В хаотически меняются так, что равновероятны все направления колебаний в плоскостях, перпендикулярных к лучу. [45]