72
23 Авг 2018 в 15:30 23.08.2018 в 15:30

Вращение плоскости поляризации

Содержание

Пока мы спим, едим, работаем и отдыхаем, нас окружают электромагнитные волны. Они проявляются в виде света, звука и даже интернета – Wi-Fi работает на электромагнитных волнах. Как минимум поэтому стоит их изучать, и сегодня мы рассмотрим явление под названием вращение плоскости поляризации.

Поляризованные волны и их плоскости

Электромагнитные волны – поперечные. Такую волну легко представить, если взять в обе руки концы веревки, а потом один конец быстро двигать вверх-вниз. Веревка начнет периодично колебаться и своим видом напомнит синусоиду. Если при этом строго следить за тем, чтоб рука ходила вверх-вниз в одной плоскости, то и веревка тоже будет колебаться именно в ней. Это сложно, но именно так своими руками можно создать линейно поляризованную волну.

Итак, линейно поляризованной называется та волна, которая колеблется строго в одной плоскости.

И по сути любую волну можно представить как суперпозицию двух поляризованных волн – проще всего взять перпендикулярные друг другу. Для этого ее движения нужно разложить по двум осям.

Плоскость поляризации

Это та плоскость, в которой колеблется поляризованная волна.

Та самая, в которой двигалась рука с веревкой. Для дальнейшего рассказа пример с веревкой не подойдет, потому что, в отличие от электромагнитных волн, она не проходит через различные среды, а если и проходит – не преломляется. Словом, о материальных объектах здесь больше говорить не получится.

Волны вращаются?

Как мы уже знаем, свет, звук и прочие электромагнитные волны преломляются при переходе в анизотропную среду. Анизотропную – значит, с другой плотностью или каким-то другим показателем, который влияет на преломление. Также в школе мы изучали законы, по которым и происходит преломление. Согласно этим законам, волна, направленная перпендикулярно среде, в которую она переходит, не преломляется. Это логично, но, как выяснилось, помимо преломления, волна вращается.

Так же как циркулярная (движущаяся в нескольких плоскостях спиралью) волна может быть представлена двумя поляризованными, так и наоборот, поляризованная волна может быть представлена суммой двух циркулярных волн – с условием, что эти волны имеют одинаковое направление и амплитуду. И эти волны при переходе в другую среду могут распространяться с разной скоростью, т.е. фаза одной может отставать от другой. Нарушается условие суперпозиции, и сумма этих волн уже не представляет собой поляризованную волну. Так, по крайней мере, кажется. Но если взять разность фаз и повернуть плоскость поляризации на угол, ей равный, то выяснится, что волна сохранила свои свойства – просто повернулась на этот угол.

Вращение плоскости поляризации происходит при переходе в некоторые (не все!) среды. Такие среды называются циркулярно-анизотропными, или оптически активными. Для каждого оптически активного вещества существует вычисленный угол поворота волны на единицу длины. К циркулярно-анизотропным веществам относятся, например, кристаллы кварца. Оптически активные среды используются, в частности, для производства лазера, потому что лазер – это поляризованная волна.

С циркулярно-анизотропными средами связано явление двойного лучепреломления – когда волна, проходя через среду, распадается на две.

+1
-0
Нет комментариев
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат

Интересные статьи за сегодня

Домашняя работа в вузе и в школе: а есть ли разница?
3933 +338
0
5 способов стимулирования своего мышления.
201 +78
0
Подборка крупных российских вузов с опубликованными порогами баллов.
16586 +56
1
Учитель, педиатр или няня – что выбрать?
169 +45
0
Пришла пора получше изучить свои права как студента.
1824 +45
0
Автор
Хотите выполнять заказы? Стать автором
Заказчик
Хотите заказать работу? Разместить заказ
Доверьте свою работу экспертам
Разместите заказ
Наша система отправит ваш заказ на оценку 29 250 авторам
Первые отклики появятся уже в течение 10 минут