Эллиптическая, круговая и линейная поляризация гармонических волн. Степень поляризации.

Выделение колебаний, происходящих в какой-либо одной плоскости, из естественных колебаний называется поляризацией света.

Вид поляризации волны определяется видом той кривой, которую описывает электрический вектор Е за один период колебания в плоскости наблюдения.

Линейная поляризация — плоскость колебания не меняет во времени своей ориентации.  Проекция вектора Е на плоскость наблюдения в этом случае будет иметь вид отрезка прямой линии.

Круговая поляризация — при такой поляризации вектор Е за один период делает полный оборот вокруг направления распространения волны, при этом его длина остается постоянной. В плоскости наблюдения проекция вектора Е описывает круг. Если вектор вращается по часовой стрелке (волна распространяется к наблюдателю), то поляризация называется правой круговой, а если против часовой стрелки –левой круговой.

На основе этих двух или только круговой можно сформировать и другие, более сложные виды поляризации. Например, эллиптическая. В общем случае, круговая поляризация — вещь теоретическая, на практике же говорят об эллиптической поляризации.

Эллиптическая поляризация: - при этой поляризации вектор Е за один период тоже делает полный оборот вокруг направления распространения волны, но длина вектора Е при этом изменяется таким образом, что конец его описывает в плоскости наблюдения эллипс. Если вектор Е вращается по часовой стрелке, то поляризация называется правой, а если против – левой эллиптичной.

Частично поляризованный свет представляет собой совокупность линейно-поляризованного и естественного света. Для более точной характеристики частично поляризованного света вводится специальный безразмерный параметр: степень поляризации p, который может принимать значения от нуля до единицы:

Закон Малюса.

Если последовательно пропускать пучок лучей света через поляризатор и анализатор, то амплитуда прошедшей волны будет зависеть от угла между направлениями колебаний вектора Е и направлениями колебаний, пропускаемыми поляризатором и анализатором. ПП - направление колебаний вектора Е, пропускаемых поляризатором, АА - анализатором. Главные направления поляризатора и анализатора составляют между собой некоторый угол .

Е₀ - амплитуда вектора Е, пропускаемого поляризатором. Разложим её на две взаимно перпендикулярные составляющие Е1 и Е2, одна из которых совпадает с главным направлением анализатора. Колебания, перпендикулярные направлению АА, не проходят через анализатор.

Амплитуда выходящего из анализатора света равна .

Так как интенсивность света J пропорциональна квадрату амплитуды, то  (1), где J – интенсивность прошедшего света; J₀ – интенсивность падающего на анализатор света.

Соотношение (1) носит название закона Малюса. Если cos  = 1, то J = J₀. Таким образом, J₀ есть интенсивность света в случае совпадения главных направлений поляризатора и анализатора.