Вопрос относится к известному эксперименту с двумя поляризационными фильтрами. У нас есть система: источник света >> два одинаковых линейных поляризационных фильтра A и B >> наблюдатель. Свет, проходящий через фильтр A, поляризуется (скажем, вертикально).
Если фильтр B установлен идентично, поляризованный свет проходит дальше, и наблюдатель видит его. Если фильтр B повернуть на 90°, вертикально поляризованный свет не пройдет через него, и наблюдатель его не увидит.
Итак, похоже, что поскольку фильтр A пропускает только (?) свет определенной поляризации, эффект должен проявиться сразу же при повороте B на очень маленький угол. Однако в действительности свет постепенно затухает в течение всего поворота на 90°.
Является ли это результатом несовершенства фильтров или какого-то более глубокого физического явления? (Я задаю этот вопрос в контексте эксперимента с тремя поляризационными фильтрами).
ОТВЕТ
Эффект, о котором вы спрашиваете, связан с фундаментальными принципами работы поляризаторов.
Действительно, поляризатор пропускает только линейную поляризацию определенного направления. Однако каждая поляризация, кроме линейной поляризации перпендикулярного направления, имеет некоторую линейную составляющую этого направления. И именно этот компонент пропускается вторым поляризатором. На количественном уровне для линейных поляризаций это явление описывается законом Малюса.
Интересное, на первый взгляд неочевидное следствие рассмотренных соотношений можно наблюдать в следующем эксперименте. Возьмем один поляризатор (назовем его A) и установим его ось вертикально - так через него проходит только вертикальная линейная поляризация.
Поместим за ним другой поляризатор (B), ось которого расположена горизонтально - он может передавать только горизонтальную поляризацию, которая отсутствует в падающем свете вертикальной поляризации. Таким образом, мы имеем общее пропускание через скрещенные поляризаторы A и B, равное нулю - пока ничего удивительного.
Вопрос: Что произойдет, если мы вставим третий поляризатор (C) между скрещенными поляризаторами, ось которого ориентирована под углом 45 градусов к вертикали? Результат эксперимента может удивить: за горизонтальным поляризатором B мы наблюдаем проходящий свет.
Как это произошло? Так, поляризатор C пропускает компонент, направленный вдоль его оси, который является ненулевым для достигающей его вертикальной поляризации. Теперь поляризатор B подвергается воздействию света под углом 45 градусов, который имеет ненулевую горизонтальную составляющую, и эта составляющая отвечает за передачу через всю систему.
Вопрос (для любознательных): можно ли вставить между двумя скрещенными поляризаторами такое расположение поляризаторов (любое количество), чтобы пропускание через всю систему было равно (или произвольно близко) к единице?
Наконец, стоит отметить, что настоящие поляризаторы не пропускают весь свет "хорошей" (параллельной их оси) поляризации и не полностью отсекают перпендикулярную поляризацию. Конкретные параметры зависят от конструкции и качества поляризатора.
Комментарии
Отправить комментарий