Закон Малюса, заломлення світлових променів, поляризатори

1809 вніс свої зміни в науковий світ суспільства. Інженер з Франції Е. Малюс відкрив новий спосіб поляризації світла. Проводячи досліди, він випадково звернув увагу на те, що якщо кристал повертати навколо відбивається від скла променя, інтенсивність світла може періодично як зростати, так і зменшуватися. Але повністю світло не гасне, а лише посилюється або слабшає, але тільки при певному положенні кристала. Твердження отримало назву «закон Малюса», воно було визнано у вченому співтоваристві.

З фізики відомо, що світло може перетворюватися в плоско поляризований промінь. Відбувається це при використанні спеціальних пристроїв, які можуть пропускати тільки виразно спрямовані коливання. Прикладом тому можуть служити знаходяться паралельно площині коливання, пропускають світло і розташовані перпендикулярно затримують коливання. Як поляризатор використовуються анізотропні середовища по відношенню до коливання вектора, такі, як кристали. Найвідомішим по природному походженню є турмалін. Він досить сильно поглинає промені світла, які своїм електричним вектором перпендикулярні до зорової осі, що також слід як висновок закону Малюса. А ось той світ, в якому цей елемент паралельний, майже не поглинається. Цим пояснюється те, що природне освітлення, проходячи через пластину кристала, поглинається тільки наполовину і поляризується лінійно з електричним вектором, розташованим паралельно зорової осі турмаліну.

Більш зручним в обігу кристалом, що володіє точно такі ж властивості, є поляроїд. Він складається з приготованих штучним шляхом колоїдних плівок, які і потрібні для того, щоб отримувати поляризоване світло. Як і в турмалін, принцип роботи заснований на одному кристалі, який поглинає перпендикулярно спрямовані коливання світла. І в цьому явищі закон Малюса не виражається за. Розглянемо інші приклади.

А от коли поляризація світлових променів відбувається при ламанні або відображенні на кордоні з ізотропним діелектриками - це і є закон Малюса. Він дещо підкоригував фізичні явища, пов`язані з електричними коливаннями світла.

Але закон Малюса, висновок якого сформульований вище, не стверджує, що такий спосіб поляризації основний і єдиний. Існують і інші.

Будь-який прилад, який використовується для отримання полярних променів світла, має назву поляризатора. А ось вивчається і досліджується воно за допомогою аналізатора.

Наприклад, є два кристала, які розташовані один за одним таким чином, що осі утворюють кут. Перший пропустить світло, у якого електричний вектор направлений паралельно його осі. Складова інтенсивності променя буде затримана другим кристалом. І вже через два поляроїда він пройде з однаковою довжиною електричних векторів. Іншими словами, відношення цих інтенсивностей буде пропорційно амплітудному квадрату.

Звідси випливає висновок про те, що світло, що пройшло через аналізатор, за своєю потужності дорівнює силі променя, що слідував через поляризатор і помноженої на косинус кута в квадраті між ними. Це співвідношення і становить явище, яке описує закон Малюса.

Сюди ж можна віднести і подвійне заломлення променів світла, яке є основним властивістю при проходженні через кристали. Пояснюється це особливостями, які присутні в середовищі анізатропа при поширенні світла. Наприклад, направивши на кристал шпату вузький світловий пучок, пройшовши через нього, з`являться два розділених променя, що йдуть паралельно один одному. Це відбудеться в будь-якому випадку, навіть якщо світло на кристал падає в нормальному положенні. Один з них називається звичайним і є продовженням первинного пучка, а другий - незвичайним, оскільки має властивість відхилення.