Поляризация света

волн от 380 нм до 780 нм

опытным путем можно доказать, что свет является поперечной волной?

с кристаллами известкового шпата (CaCO3), чаще всего имеющими форму правильного ромбоэдра, которые привозили возвращающиеся из Исландии моряки. Он с удивлением обнаружил, что луч света при прохождении сквозь кристалл расщепляется на два луча.

Если на толстый кристалл исландского шпата направить узкий пучок света, то из кристалла выйдут два пространственно разделенных луча, параллельных друг другу и падающему лучу.

нормально, преломленный пучок разделяется на два, причем один из них является продолжением первичного, а второй отклоняется.
Второй из этих лучей получил название необыкновенного, а первый - обыкновенного.

Необыкновенный
Обыкновенный

В кристалле исландского шпата имеется единственное направление, вдоль которого двойное лучепреломление не наблюдается. Направление в оптически анизотропном кристалле, по которому луч света распространяется, не испытывая двойного лучепреломления, называется оптической осью кристалла.

Любая прямая, проходящая параллельно данному направлению, является оптической осью кристалла.

Кристаллы в зависимости от типа их симметрии бывают одноосные и двуосные.

поляризации света - выделение из естественного света лучей, имеющих упорядоченную структуру.

В 1860—1865 Максвелл создал теорию электромагнитного поля, из которой следовало существование электромагнитных волн. Если считать естественный свет потоком огромного количества разных электромагнитных волн, то:
Поляризация - выделение из естественного света электромагнитных волн с ориентированными в одной плоскости колебаниями вектора напряженности.

одноосных кристаллов. Возьмем прямоугольную пластину турмалина, вырезанную таким образом, чтобы одна из ее граней была параллельна оси кристалла.

Если направить нормально на такую пластину пучок света, то вращение пластины вокруг пучка никакого изменения света, прошедшего через него, не вызовет.
На первый взгляд может показаться, что свет частично поглотился в кристалле и больше ничего не произошло.
Однако световая волна приобрела новые свойства.

такой же кристалл турмалина, параллельный первому. При одинаково направленных осях кристалла ничего, кроме ослабления пучка не происходит.
Если второй кристалл вращать, оставляя первый неподвижным, то обнаружится явление гашения света.
По мере увеличения угла между осями интенсивность света уменьшается.
Когда оси перпендикулярны друг другу, свет не проходит совсем.

ОПЫТЫ С ТУРМАЛИНОМ

источника света, полностью симметрична относительно направления распространения
(при вращении кристалла вокруг луча в первом опыте не менялась).

2) Волна, вышедшая из первого кристалла, не обладает осевой симметрией.

световые колебания происходят симметрично по всем направлениям.

Свет, в котором световые колебания происходят по всем направлениям,
называется естественным светом.

происходят параллельно оси симметрии кристалла

Свет, в котором световые колебания происходят только в одном направлении, называется поляризованным светом.

волн присутствуют колебания всевозможных направлений, перпендикулярных направлению распространения волн.
Согласно этому световая волна обладает осевой симметрией, являясь в то же время поперечной.

Кристалл турмалина обладает способностью пропускать световые волны с колебаниями, лежащими в одной определенной плоскости.

первого кристалла выходит плоскополяризованная волна.
При скрещенных кристаллах (угол между осями 90°) она не проходит сквозь второй кристалл.

Если оси кристаллов составляют между собой некоторый угол, отличный от 90°, то проходят колебания, амплитуда которых равна проекции амплитуды волны, прошедшей через первый кристалл, на направление оси второго кристалла.

поляризованного оптического излучения из излучения с произвольными поляризационными характеристиками.

(Поляризатор - пластина по середине)

от границы двух диэлектриков

Преломление света на границе двух диэлектриков

Прохождение света через поляроиды

угла падения световых лучей , при некотором угле падения (угол Брюстера) отраженный луч полностью поляризуется.
Хорошо поляризуют свет стекла, поверхность воды, асфальт.
Металлы свет не поляризуют!

только частично, но пропуская свет последовательно через несколько прозрачных плоскопараллельных пластин можно достичь значительной поляризации света.
Для видимой области спектра пластины делают из оптического стекла очень малой толщины, чтобы уменьшить потери света путем поглощения.
Полную поляризацию света дают 16 стеклянных пластин с показателем преломления n = 1,5.

световые колебания только определенного направления.
В настоящее время для поляризации света применяются поляроиды. Поляроиды представляют собой стеклянные пластинки, в которые вкраплены большое количество одинаково ориентированных кристалликов турмалина.

отраженного света
.

Вращение плоскости поляризации некоторыми веществами - при анализе состава растворов и расплавов

Например, определение концентрации раствора сахара при его производстве по углу поворота плоскости поляризации света, прошедшего через струю раствора.

Вращение плоскости поляризации в напряженных элементах прозрачных тел

Зависимость ориентации плоскости поляризации разного цвета волн от особенностей кристаллической структуры твердого тела.

По двойному лучепреломлению можно изучать структуру сложных кристаллов

исследуемого объекта при его облучении поляризационными лучами, которые в свою очередь должны быть сгенерированы из обычного света с помощью специального прибора — поляризатора.

отраженный от различных поверхностей свет. Световые лучи отражаются от дорожного полотна, лежащего на земле снега, от водной поверхности, от стен и крыш домов. Эти отраженные световые лучи образуют блики. Блики ухудшают качество зрения, мешают видеть детали, яркие блики ослепляют.
Отражение тем сильнее, чем выше отражающая способность поверхности. Ослепление водителя в этих ситуациях увеличивает риск возникновения аварийной ситуации на дороге.
Солнцезащитные поляризационные очки обладают способностью блокировать отраженные световые лучи и таким образом улучшают качество зрение, повышают контраст изображения, увеличивают зрительный комфорт в целом. 

Солнцезащитные поляризационные очки

способностью блокировать отраженный от горизонтальных поверхностей солнечный свет.
Поляризационные линзы обычно представляют собой многослойную конструкцию, внутри которой находится прозрачная поляризационная пленка. Поляризационная пленка установлена в линзы так, что она пропускает свет, имеющий только вертикальную поляризацию. Световые лучи, отраженные от горизонтальных поверхностей (заснеженного поля, водной поверхности и др.), имеют, наоборот, горизонтальную поляризацию и поэтому не проходят через поляризационные линзы.
В то же время лучи, исходящие от других объектов, неполяризованные и поэтому проходят через поляризационные линзы и формируют четкое изображение на сетчатке глаза.

. Очки с поляризационными линзами препятствуют проникновению отраженного от различных предметов света, пропускают только свет , полезный для глаза человека.