Што такое палярызацыя святла?

Калі восеньскім бясхмарным днём паглядзець у неба, то зіхатлівы ярка-блакітны купал небасхілу нікога не пакіне абыякавым. Чым жа тлумачыцца такое дзіўны колер? Яго прычына заключаецца ў трох аспектах - ламаньні, расьсейваньні і палярызацыі. У сённяшняй працы гаворка пойдзе пра тое, што ж такое палярызацыя святла.

Святло ўяўляе сабой адну з разнавіднасцяў электрамагнітнага выпраменьвання, таму характарызуецца крыніцай і скіраванасцю. Акрамя таго, не варта забываць аб яго дваістай прыродзе: у адным выпадку ён, як ужо гаварылася, уяўляе сабой хвалю, а ў іншым - часціцу (фатон). Палярызацыя святла - гэта адно з уласцівасцяў любога выпраменьвання ў аптычным дыяпазоне. Пры палярызацыі ваганні часціц светлавога прамяня, накіраваных на папярочную паверхню, ажыццяўляюцца ў адной і той жа плоскасці. Іншыя складнікі адсякаюцца.

Прасцей за ўсё зразумець на прыкладзе, што такое палярызацыя святла. Уявім доўгую вяроўку, размешчаную гарызантальна паміж двума кропкамі. Вяроўка праходзіць скрозь вертыкальную шчыліну ў пласціне-шчыце. Калі зараз з аднаго канца яе ўзяць у рукі і фармаваць хвалі, то яны дасягнуць процілеглага канца толькі ў тым выпадку, калі ствараюцца сувосева са шчылінай у шчыце, г.зн. вертыкальна. Пры спробе рухаць вяроўку гарызантальна (налева-направа) хвалі будуць пагашаны, ледзь дасягнуўшы шчыта, так як не «праціснуцца» папярок шчыліны. У гэтым прыкладзе вяроўка - гэта электрамагнітнае выпраменьванне, шчыт - празрыстая (або напаўпразрыстая серада), а Статкевіч - спецыфічнае ўласцівасць асяроддзя.

Так як святло - гэта электрамагнітная хваля, то яна залежыць ад электрычнага і магнітнага вектараў напружанасці. Яны заўсёды перпендыкулярныя адзін да аднаго і, акрамя таго, фармуюць ўмоўную плоскасць, перпендыкулярную лініі распаўсюджвання самай хвалі. Дарэчы, кругавая палярызацыя святла ўзнікае ў тым выпадку, калі вектары магнітнай індукцыі і электрычнага поля круцяцца адносна напрамкі прамяня святла. У сваю чаргу, пры ваганнях вектара напружанасці электрычнага поля ў адной і той жа плоскасці ўзнікае плоскополяризованная электрамагнітная хваля. Яе другая назва, якое адлюстроўвае той жа самы працэс - «лінейна палярызаванага».

Цікава, што выпраменьванне атамам аднаго-адзінага кванта святла заўсёды палярызаванае. У той жа час, светлавы струмень лямпачкі, Сонца, свечкі, ліхтарыка і пр. Неполяризован. Гэта тлумачыцца тым, што выпраменьванне зыходзіць ад мноства атамаў, у якіх палярызацыя розная. Адпаведна, сумарны паток губляе арыентаванасць. Палярызацыя святла ў велізарнай ступені залежыць ад асаблівасцяў рэчывы або размяшчэння атамаў у яго крышталічнай рашотцы (для цвёрдых тэл, напрыклад, празрыстых крышталяў). Дарэчы, першыя досведы былі зроблены з крышталямі і толькі пасля навукоўцы звярнулі ўвагу на газападобныя асяроддзя (атмасфера). Няцяжка зразумець, што палярызацыя святла таксама залежыць ад размяшчэння назіральніка (датчыка, фотаэлемента і інш.). Такім чынам, з павелічэннем кута паміж кірункам святла ад крыніцы і вектарам, якія паказваюць на накіраванасць прамяня гледжання, палярызацыя ўзрастае. Калі ж кірунку раўналежныя, то пры ідэальных умовах палярызацыя адсутнічае.

Таксама існуе трэці варыянт - часткова палярызаванае струмень святла. Дадзеная канфігурацыя ўзнікае ў тым выпадку, калі пераважаюць ваганні электрычнага поля або магнітнай індукцыі (іх вектараў).

Цікаўны факт: вока чалавека лёгка адрозьнівае даўжыню хвалі (каляровай аспект святла) і інтэнсіўнасць, а вось рэгістрацыя палярызацыі даступная ўскосна. У той жа час, многія насякомыя з фасеткавыя вачыма выдатна адрозніваюць палярызацыю хвалі. Лічыцца, што гэта дапамагае ім арыентавацца.