Изучение закона Малюса (лабораторная работа), страница 2

3. их модули взаимосвязаны соотношением εε0Е = μμ0Н, где ε0, μ0 - электрическая и магнитная постоянные, ε, μ – диэлектрическая и магнитная проницаемости среды.

Электромагнитные волны являются поперечными, т.к. изменение векторов Е и Н происходит перпендикулярно к направлению распространения волны. Поляризация света характеризует изменение вектора Е (или Н) в пространстве и со временем. Различают несколько основных видов поляризации света.

1. В линейно поляризованном свете колебания вектора Е совершаются в одной плоскости (рис.1).

2. В эллиптически поляризованном свете вектор Е плавно поворачивается вокруг направления распространения волны и изменяется по модулю так, что вершина вектора движется по эллипсоидальной кривой (рис.2,а).

Рис.2:     а) Распределение вектора напряженности Е в эллиптически поляризованной электромагнитной волне; б) - д) Символические обозначения различных типов поляризации: эллиптической, круговой, естественной и частичной.

Символическое обозначение эллиптически поляризованного света показано на рис.2,б. Получить эллиптически поляризованный свет можно наложением двух линейно поляризованных волн, поляризованных в разных плоскостях. Частным случаем эллиптической поляризации является круговая поляризация – при вращении вектора Е его модуль не изменяется. Поэтому символически свет круговой поляризации изображается в форме окружности (рис.2,в).

3. В естественно поляризованном свете угол ориентации и амплитуда вектора напряженности Е вдоль волны изменяются хаотически, т.к. он образован наложением излучений от отдельных атомов при образовании естественного излучения. Его символическое изображение показано на рис.2,г.

4. В частично поляризованном свете, по сравнению с естественно поляризованным, выделено одно преимущественное направление для вектора напряженности Е, в котором его значение больше, чем в остальных (рис.2,д).

Взаимодействие света с веществом

Взаимодействие электромагнитных волн с веществом связано с тем, что атомы состоят из положительного ядра и вращающихся вокруг них электронов, несущих отрицательный заряд. Поэтому на заряды действует сила со стороны электрической составляющей волны           →      →

Fe = qE(1)

а со стороны магнитной составляющей - сила Лоренца

→        →   →     

Fm = q(ν × B)                                                  (2)

где Е - напряженность электрического поля, В - индукция магнитного поля, v- скорость движения электронов в атоме, q -заряд электронов. Т.к. электрическое и магнитное поля в электромагнитной волне в вакууме (ε = μ = 1) связаны соотношением

ε0Е = μ0Н                                                    (3)

а также с учетом того, что  ε0μ0 = 1/с, получим отношение сил

FmFe = v/c                                                     (4)

Скорость движения электронов v << с - скорости движения света в вакууме, поэтому сила взаимодействия электрической составляющей волны с веществом значительно больше, чем с магнитной составляющей. Следовательно, закономерности взаимодействия света с веществом обусловлены именно электрической составляющей электромагнитной