Поляризация

Жарық толқ ындары электромагниттік толқ ындардың бір тү рі. Жарық толқ ындарының ө рісін электр векторы (Е) мен магнит векторы (Н) арқ ылы сипаттауғ а болады. Бұ л векторлар ө зара жә не толқ ын таралатын бағ ытқ а перпендикуляр болатындығ ы белгілі. Жарық толқ ыны ө рісінің векторлары ү здіксіз ө згеріп, яғ ни ұ дайы тербеліп тұ рады. Е векторын жарық векторы деп атайды. Жарық толқ ындары заттың атомдары мен молекулаларында жү ріп жатқ ан кейбір процестер нә тижесінде пайда болады. Ө те кішкене жарық кө зі қ ұ рамында сансыз кө п атомдар болады. Олардың ә рқ айсысы шығ аратын жарық толқ ындарының электр векторларының бағ ыттары ә ртү рлі, сонымен қ абат бір атомның шығ арғ ан жарық толқ ындарының электр векторының бағ ыты да ө згеріп тұ рады. Сө йтіп, жарық толқ ынының электр векторы тү рлі жақ қ а бағ ытталғ ан, яғ ни ол сан алуан жазық тық та тербелуі мү мкін. Мұ нда бір бағ ыттың басқ а бағ ыттардан артық шылығ ы болмайды. Ө рісінің электр векторы кең істікте осылай тү рлі бағ ытта орналасқ ан жарық – табиғ и жарық деп аталады (1а-сурет). Табиғ и жарық толқ ындарының барлық бағ ытта интенсивтігі бірдей болады.

Белгілі жағ дайда жарық толқ ыны векторы тек белгілі бір бағ ытта тербелуі мү мкін. Осындай жарық – толық поляризацияланғ ан жарық деп аталады. Электр векторының тербеліс бағ ыты мен сол тербелістер таралатын бағ ыт арқ ылы ө тетін жазық тық поляризацияланғ ан жарық тың тербеліс жазық тығ ы, оғ ан перпендикуляр жазық тық – поляризациялану жазық тығ ы деп аталады. Егер жарық векторы тербелістері бір ғ ана жазық тық та болып жатса, ондай жарық жазық ша поляризацияланғ ан жарық деп аталады (1в-сурет).

Егер де сырттан ә сер ету арқ ылы Е векторының ерекше бағ ытталғ ан тербелісі пайда болса, онда оны жартылай поляризацияланғ ан жарық деп атайды (7б-сурет).

Поляризация дә режесі

Табиғ и жарық ү шін: жә не , поляризацияланғ ан жарық ү шін: жә не .

Егер табиғ и жарық жолына кристалл қ ойсақ, онда бұ л кристалдан тек поляризация жазық тығ ында жататын жарық векторлары ғ ана ө теді. Бұ л кристалды поляризатор деп атайды.

Поляризаторлар ретінде анизотропты кристалдарды пайдалануғ а болады. Ә сіресе табиғ и кристалдардың ішінде поляризатор ретінде турмалинді пайдалануғ а болады. Поляризатордан ө ткен жарық тың поляризацияланғ анын тексеру ү шін оның жолына тағ ы да кристалл қ ояды. Оны анализатор деп атайды. Егер поляризатор мен анализатордың ө ткізу жазық тық тары (оптикалық осьтері) біріне-бір параллель болса, онда поляризацияланғ ан жарық анализатордан ө з интенсивтігін кемітпей ө теді. Ал ө ткізу жазық тық тары біріне-бірі перпендикуляр болса, онда поляризацияланғ ан жарық анализатордан ө тпейді.

Егер поляризатор мен анализатордың ө ткізу жазық тық тары (оптикалық осьтері) біріне-бірі бұ рыш жасап орналасқ ан болса, онда анализатордан ө ткен поляризацияланғ ан жарық тың интенсивтігі Малюс заң ымен анық талады:

, (25)

Мұ ндағ ы – анализаторғ а тү скен поляризацияланғ ан жарық интенсивтігі, – анализатордан ө ткен жарық интенсивтігі.

Табиғ и жарық екі диэлектрик шекарасына тү скенде (ауа, ә йнек), екі ортаның шекарасынан шағ ылғ анда жә не сынғ анда поляризацияланады.

Жарық тың қ аншалық ты поляризацияланатыны сә уленің екі ортаның шекарасына тү су бұ рышына жә не сыну кө рсеткішіне байланысты болады. Осы қ ұ былысты зерттей келе шотланд физигі Д. Брюстер сә уленің тү су бұ рышының белгілі бір мә нінде шағ ылғ ан сә уле толығ ымен поляризацияланады деген тұ жырым жасағ ан. Мына тең деу орындалса

, (26)

онда шағ ылғ ан сә уле толығ ымен поляризацияланады. Осы тү су бұ рышы Брюстер бұ рышы деп аталады. Егер жарық тың тү су бұ рышы Брюстер бұ рышына тең болса, онда шағ ылғ ан сә уле толық поляризацияланады. Бұ л Брюстер заң ы. Бұ л заң ды жарық тек диэлектриктер (шыны, кварц, су, т.б.) бетінен шағ ылғ анда ғ ана қ олдануғ а болады.