Что такое поляризованная волна?
Световая волна представляет собой поперечную электромагнитную волну. Её электрическая и магнитная составляющие, вектора напряжённости электрического и магнитного полей, совершают колебания во всех плоскостях, перпендикулярных по отношению к направлению распространения волны. Если ограничить эти колебания одной плоскостью, путём пропускания луча через специальный материал, то такую световую волну называют плоской или линейно поляризованной волной по отношению к направлению распространения.
Человеческому глазу не хватает способности различать ориентированный случайным образом и поляризованный свет. Человек может предположить, что свет плоскополяризован, только по снижению его интенсивности или изменению цвета. Например, при ношении поляризованных солнцезащитных очков ощущается отсутствие бликов на металлических или стеклянных предметах.
Концепция поляризации
Основная концепция поляризованного света представлена на рисунке:
Луч от источника света проходит через два линейных поляризатора. Составляющие электромагнитного излучения колеблются во всех направлениях перпендикулярно направлению распространения светового луча до встречи с первым поляризатором.
Поляризатор — это фильтр, содержащий длинные цепи полимерных молекул, ориентированных в одном направлении, которое называется ось поляризации. Часть падающего света, которая колеблется в той же плоскости, что и полимерная молекула, поглощается, а колеблющаяся в перпендикулярной плоскости, проходит через первый поляризационный фильтр. Это излучение затем блокируется вторым поляризатором, если он ориентирован так, чтобы его ось была перпендикулярна первому поляризатору.
История открытия поляризации света
Первые шаги к разгадке существования поляризованного света сделали в 1669 году. Тогда датчанин Эразм Бартолин обнаружил, что кристаллы исландского известкового шпата (прозрачные и бесцветные) дают двойное изображение объекта, если его рассматривать через кристалл.
Во время своих экспериментов Бартолин также наблюдал довольно необычное явление. Если кристалл вращать вокруг определённой оси, то одно из изображений движется по окружности вокруг другого. Это было убедительным доказательством того, что кристаллы каким-то образом расщепляют свет на два разных луча.
Спустя столетие, французский физик Этьен Малюс рассматривал через исландский шпат двойное изображение окружающего пейзажа и заметил, что при определённых обстоятельствах, одно из изображений исчезает. Он установил, что дневной свет состоит из излучения, колеблющегося во всех плоскостях, в то время как прошедший через кристалл свет колеблется только в одной плоскости, параллельной поверхности кристалла. Такой свет он и назвал поляризованным.
Поляризованный свет в окружающем мире
Поляризованный свет может быть получен в результате поглощения, преломления, отражения, дифракции (или рассеивания), а также в процессе двойного лучепреломления.
Поверхностей, которые дают поляризованный свет:
- водная гладь;
- стекло;
- пластик;
- поверхность автомагистрали.