Эллиптическая, круговая, линейная поляризации. Полярный свет

Для поперечных волн характерно явление, которое носит название поляризации.

Поляризация света – это физическая характеристика, описывающая поперечную анизотропию световых волн, т. е. неэквивалентность различных направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу.

Поляризованным называется свет с определенной ориентацией светового вектора в плоскости, перпендикулярной к направлению распространения света. Для поляризованного света функция E₀(t) должна иметь регулярный характер.

Наиболее общим типом поляризации является эллиптическая, при которой конец вектора описывает эллипс в плоскости XOY (рис. 3.2, б). Различают поляризацию с правым и левым вращениями вектора по отношению к направлению распространения света.

В частном случае эллиптической поляризации при равенстве большой и малой полуосей эллипса свет становится циркулярно поляризованным, при этом конец вектора описывает окружность (рис. 3.2, в).

При стремлении к нулю малой полуоси эллипса свет становится линейно или плоско поляризованным (рис. 3.2, г).

Новый тип поляризации – полярный свет – возможно получить при сложении двух волн с сонаправленными векторами , частоты которых соотносятся как ω; 2ω; 3ω и т. д. Полярный свет является линейно-поляризованным светом с преимущественным смещением вектора в одном из направлений (рис. 3.2, д).

Типы поляризации изображены на рис. 3.2, где показаны траектории конца вектора в плоскости, перпендикулярной к направлению распространения света.

На практике часто свет представляет собой суперпозицию естественного и поляризованного. В этом случае говорят о частичной поляризации излучения.

Для преобразования естественного света в линейно-поляризованный и для анализа состояния поляризации применяют специальные оптические приборы, получившие названия поляризаторы и анализаторы соответственно.

Устройство этих приборов основано на физических явлениях, используемых для выделения линейно-поляризованного света, а именно:

1) поляризации при отражении света или преломлении света на границе раздела двух прозрачных диэлектриков;

2) двойном лучепреломлении;

3) дихроизме (зависимости поглощения света от его поляризации).