Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
Закон Брюстера. Если угол падения естественного света на границу раздела двух прозрачных диэлектриков отличен от нуля, то отраженный и преломленный пучки оказываются частично-поляризованными. В отраженном свете преобладают колебания вектора $\mathbf{E}$, перпендикулярные к плоскости падения, а в преломленном свете — параллельные плоскости падения. Степень поляризации обеих волн (отраженной и преломленной) зависит от угла падения. При некотором значении угла падения отраженный свет становится полностью поляризованным, и его плоскость поляризации (плоскость колебаний вектора Е) оказывается перпендикулярной к плоскости падения. Этот угол $\vartheta_{\text {вр }}$ удовлетворяет следующему условию: Данное соотношение называют законом Брюстера, а угол $\vartheta_{\text {Бр }}$ — углом Брюстера или углом полной поляризации. Здесь $n_{2} / n_{1}$ — отношение показателей преломления второй среды и первой (рис. 6.4). Точками и черточками на отраженном и преломленном лучах этого рисунка показаны направления колебаний вектора Е. Можно убедиться (см. задачу 3.4), что при падении света под углом Брюстера отраженный и преломленный лучи взаимно ортогональны. При падении естественного света под углом Брюстера на границу раздела двух прозрачных диэлектриков преломленная волна становится частично-поляризованной, причем степень поляризации ее оказывается максимальной. В связи с этим вопросом (углом Брюстера и степенью поляризации) рассмотрим два примера. где $\Phi_{\text {прел }}$ — световой поток преломленного света. где $\Phi_{п}$ — поляризованная часть падающего светового потока, $\Phi_{\text {чп }}$ — световой поток падающего частично-поляризованного света. что если $\pi-\left(\vartheta_{1}+\vartheta_{2}\right)=\pi / 2$, то при отражении и от нижней плоскости пластинки угол между лучами 2′ и 2\» будет тоже $\pi / 2$, т. е. луч 2′ будет также линейно-поляризованным. На рисунке точками отмечено, что вектор Е в обоих отраженных лучах колеблется перпендикулярно плоскости падения. О поляризации преломленного све- Так как коэффициент отражения света в данном случае значительно меньше единицы (около 0,15 для границы раздела воздух — стекло), можно использовать преломленный свет, повышая его степень поляризации путем ряда последовательных отражений и преломлений. Это осуществляют с помощью стопы, состоящей из нескольких одинаковых и параллельных друг другу пластинок, установленных под углом Брюстера к падающему свету. При достаточно большом числе пластинок проходящий через эту систему свет будет практически полностью линейно-поляризованным. И интенсивность прошедшего через такую стопу света (в отсутствие поглощения) будет равна половине интенсивности падающего на стопу естественного света. Эта идея нашла высокозффективное использование в газовых лазерах, где торцы разрядной трубки представляют собой плоскопараллельные стеклянные пластинки, расположенные под углом Брюстера к оси трубки (рис. 6.6). Поэтому излучение, распространяющееся вдоль оси трубки между зеркалами и поляризованное в плоскости падения на пластинки, многократно проходит сквозь них практически беспрепятственно, не ис- пытывая отражения. В результате из лазера выходит луч, поляризованный в этой плоскости, что и показано на рисунке. Другая составляющая излучения, плоскость поляризации которой перпендикулярна плоскости падения, почти полностью удаляется из пучка благодаря отражениям. O формулах Френеля. С помощью граничных условий для векторов $\mathbf{E}$ и $\mathbf{H}$ можно найти соотношения между амплитудами и фазами падающей, отраженной и преломленной волнами так называемые формулы Френеля. При необходимости с ними можно познакомиться во многих учебниках и справочниках. Мы не будем выписывать эти формулы, поскольку для решения наших вопросов они нам не понадобятся. Важно отметить только, что с помощью этих формул можно показать, что при произвольном угле падения $\vartheta_{1}$ (и соответствующем ему углу преломления $\vartheta_{2}$ ) козффициенты отражения линейно-поляризованного света, плоскость поляризации которого перпендикулярна плоскости падения ( $\rho_{1}$ ) и параллельна ей ( $\rho_{\|}$), определяются следующими выражениями: Из зтих формул, кстати, видно, что при падении под углом Брюстера, когда $\vartheta_{1}+\vartheta_{2}=\pi / 2$, и значит, $\operatorname{tg}(\pi / 2) \rightarrow \infty$, коэффициент отражения $\rho_{\|}=0$, т. е. отраженный свет будет полностью линейно-поляризованным в плоскости, перпендикулярной плоскости падения. Pис. 6.7
|
1 |
Оглавление
|