Закон Малюса
В 1809 г. французский инженер Э. Малюс открыл закон, названный впоследствии его именем. В опытах Малюса свет последовательно пропускался через две одинаковые пластинки из турмалина. Пластинки могли поворачиваться друг относительно друга на угол φ (рис. 11.10).
Рис. 11.10 Интенсивность прошедшего света оказалась прямо пропорциональной:
:
. Ни двойное лучепреломление, ни закон Малюса не нашли объяснения в рамках теории продольных волн. Для продольных волн направление распространения луча является осью симметрии. В продольной волне все направления в плоскости, перпендикулярной лучу, равноправны. В поперечной волне (например в волне, бегущей по резиновому жгуту) направление колебаний и перпендикулярное ему направление не равноправны (рис. 11.11).
Рис. 11.11 Из рисунка видно, что поворот щели S вызовет затухание волны. С помощью разложения вектора
на составляющие по осям можно объяснить закон Малюса (рис. 11.10). В каждый момент времени вектор
может быть спроектирован на две взаимно перпендикулярные оси (рис. 11.12).
Рис. 11.12 Рассмотрим прохождение естественного света последовательно через два идеальных поляроида Р и А (рис. 11.10), разрешенные направления которых развернуты на некоторый угол φ. Первый поляроид играет роль поляризатора. Он превращает естественный свет в линейно-поляризованный. Второй поляроид служит для анализа падающего на него света. Здесь также используется явление дихроизма. Световую волну с амплитудой
разложим на две составляющие.
,
,
– пройдет через поляризатор, а
– не пройдет. Найдем интенсивность проходящего света. Т.к.
, то
и
, отсюда получим закон Малюса:
|
. |
(11.4.1) |
В естественном свете все значения φ равновероятны и среднее значение
. Поэтому интенсивность естественного света, прошедшего один поляризатор уменьшается в два раза. Поставим на пути естественного света два поляризатора, плоскости которых образуют угол φ. Из первого поляризатора выйдет луч интенсивностью
. Согласно закону Малюса интенсивность света, прошедшего второй поляризатор,
|
. |
(11.4.2) |
Это без учета поглощения света в кристалле.
при φ = 0. При φ = π/2
– скрещенные поляризаторы свет не пропускают. Таким образом, в электромагнитной теории света закон Малюса находит естественное объяснение на основе разложения вектора
на составляющие.
свайный фундамент, свайные от 4000 руб.
23.02.2012