ИНСТИТУТ ФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Реферат

Поляризация света.

Автор: Осипян Д.С.

АШТАРАК 1999

Введение

Уравнения Максвелла. При наличии электрических зарядов в пространстве устанавливается возбужденное состояние, которое называют электромагнитным полем. Его представляют векторами E и B, именуемыми соответственно электрическим вектором и магнитной индукцией. Для описания влияния поля на материальные объекты необходимо ввести вторую группу векторов, а именно плотность электрического тока J, электрическое смещение D и магнитный вектор H. Пространственные и временные производные пяти указанных векторов связаны уравнением Максвелла.

rot H = [pic]J+ [pic][pic]D (1) rot E= - [pic][pic]B (2)

div B= 0 (3)

div D = 4[pic] (4)

Уравнения Максвелла (1)-(4) связывают пять основных величин E, H, B, D и
J. При заданном распределении зарядов и токов уравнения допускают единственное решение, когда к ним добавляются соотношения , описивающие поведения веществ под влиянием поля, т.н. материальные уравнения. В общем случае они довольно сложны, но для тел, покоящихся друг относительно друга
(или находятся в состоянии очень медленного движения) и состоящих из изотропных веществ, эти уравнения принимают относительно простую форму.

J =[pic]E (5)

D =[pic]E (6)

B =[pic]H (7)

Величина [pic] называется удельной проводимостью, [pic] - диэлектрической проницаемостью, а [pic] - магнитной проницаемостью.

Волноное уравнение. Рассмотрим случай области поля, не содержащей ни зарядов, ни тонов т.е. . Дифференциальные уравнения, которым должны удовлетворять каждый из векторов в отдельности, можно получить путем исключения остальных векторов. Для однородной среды получим

[pic]E - [pic][pic]E = 0 (8)

[pic]H - [pic][pic]H = 0 (9).

Это обычные уравнения волнового движения. Они означают, что существует электромагнитная волна, распространяющаяся со скоростью

v = [pic] (10).

Поперечность световой волны. Из электромагнитной теории света вытекает непосредственно, что световая волна поперечна. Вся совокупность законов электромагнетизма и электромагнитной индукции краткое математическое выражение которой заключается в уравнениях теории Максвелла, приводят к выводу, что изменение во времени электрической напряженности E сопровождается появлением переменного магнитного поля H, направленного перпендикулярно к вектору E, и обратно. Такое переменное электромагнитное поле распространяется со скоростью света вдоль линии, перпендикулярной векторам E и H, образуя электромагнитные, в частности световые, нолны. Т.о.
, три вектора E, H и скорость распространения волнового фронта v взаимно перпендикулярны и составляют правовинтовую систему; т.е. электромагнитная волна поперечна.

Поляризация света.

Естественный и поляризованный свет. Естественный свет есть совокупность световых волн со всеми возможными направлениями колебаний, быстро и беспорядочно сменяющими друг друга.

Линейно- или плоскополяризованный свет представляет собой световые волны с одним-единственным направлением колебаний ( единственный крест E и
H ), т.е. волны с вполне упорядоченным направлением колебаний. Существуют и более сложные виды упорядоченных колебаний, которым соответствуют иные типы поляризаций, например круговая или эллиптическая поляризации, при которых конец электрического ( и магнитного) вектора описывает круг или эллипс с тем или иным эксцентриситетом.

Частично поляризованный свет характеризуется тем, что одно из направлений колебаний оказывается преимущественным, но не исключительным.