терминология оптики   оптика   FAQ по эфирной физике   электротехника и электроника   электрические цепи  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Поляризация света

  1. Поляризация среды
  2. Вектор поляризации
  3. Нелинейная поляризация среды
  4. Поляризация волн
  5. Поляризация оптического излучения
  6. Деполяризация света
  7. Вращение плоскости поляризации света
  8. Интерференция поляризованных лучей
  9. Отражение света
  10. Поляризованная люминесценция
  11. Межзвездная поляризация
  12. Поляризуемость частиц, атомов, молекул
  13. Рентгеновская поляризуемость
  14. Поляризованные нейтроны
  15. Поляризованные ядра
  16. Поляризационные эффекты в ядерных реакциях
  17. Поляризационно-оптический метод
  18. Поляризационные приборы
  19. Поляризационные призмы
  20. Поляризационный светофильтр
  21. Поляризатор
  22. Поляроид
  23. Поляриметр
  24. Полярископ
  25. Поляриметрия
  26. Поляризационная микроскопия
  27. Поляризационная голография
  28. Терминология оптики

В начале XIX века, когда Т. Юнг и О. Френель развивали волновую теорию света, то есть видимого человеком излучения, природа световых волн была неизвестна. На первом этапе, как это считалось с древнейших времен, предполагалось, что свет представляет собой продольные волны, распространяющиеся в некоторой вселенской среде – Эфире. При изучении явлений интерференции и дифракции вопрос о том, являются ли световые волны продольными или поперечными, имел второстепенное значение. В то время казалось невероятным, что свет – это поперечные волны, так как по аналогии с механическими волнами пришлось бы предполагать, что Эфир – это твердое тело (поперечные механические волны не могут распространяться в газообразной или жидкой среде). Однако, постепенно накапливались экспериментальные факты, свидетельствующие в пользу поперечности световых волн. Еще в конце XVII века было обнаружено, что кристалл исландского шпата (CaCO3) раздваивает проходящие через него лучи. Это явление получило название двойного лучепреломления (рис. 1).

Прохождение света через кристалл
Рисунок 1. Прохождение света через кристалл исландского шпата (двойное лучепреломление). Если кристалл поворачивать относительно направления первоначального луча, что поворачиваются оба луча, прошедшие через кристалл.

В 1809 году французский инженер Э. Малюс открыл закон, названный его именем. В опытах Малюса свет последовательно пропускался через две одинаковые пластинки из турмалина (прозрачное кристаллическое вещество зеленоватой окраски). Пластинки могли поворачиваться друг относительно друга на угол φ (рис. 2).

Иллюстрация к закону Малюса.
Рисунок 2. Иллюстрация к закону Малюса.

Интенсивность прошедшего света оказалась прямо пропорциональной cos2 φ:

I ~ cos2 φ.

Ни двойное лучепреломление, ни закон Малюса не могут найти объяснение 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. 3).

Поперечная волна в резиновом жгуте.
Рисунок 3. Поперечная волна в резиновом жгуте. Частицы колеблются вдоль оси y. Поворот щели S вызовет затухание волны.

Таким образом, асимметрия относительно луча является решающим признаком, который отличает поперечную волну от продольной. Впервые догадку о поперечности световых волн высказал Т. Юнг (1816 г.). Френель, независимо от Юнга, также выдвинул концепцию поперечности световых волн, обосновал ее многочисленными экспериментами и создал теорию двойного лучепреломления света в кристаллах. В середине 60-х годов XIX века Максвелл сделал вывод о том, что свет – это электромагнитные волны.

Этот вывод был сделан на основе совпадения известного значения скорости света со скоростью распространения предсказанных Максвеллом электромагнитных волн. К тому времени, когда Максвелл сделал вывод о существовании электромагнитных волн, поперечность световых волн уже была доказано экспериментально. Поэтому Максвелл справедливо полагал, что поперечность электромагнитных волн является еще одним важнейшим доказательством электромагнитной природы света. В электромагнитной теории света Дж. Максвелла, формализованной в ХХ веке математиками - релятивистами до такой степени, что они забыли или просто не знали, как люди далекие от физики, о том, что любые физические волны для своего существования требуют среды-носителя, исчезло понятие среды, Эфир был объявлен пережитком прошлого (вместе с логикой, которую, к примеру в России по указу Луначарского перестали преподавать в школах и гимназиях с 1918 г. и не преподают до сих пор).

Современная, то есть релятивистская модель электромагнитной волны такова. В электромагнитной волне вектора  Поляризация света и  Поляризация светаперпендикулярны друг другу и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны (рис. 5.6.3). Во всех процессах взаимодействия света с веществом основную роль играет электрический вектор  Поляризация света поэтому его называют световым вектором. Если при распространении электромагнитной волны световой вектор сохраняет свою ориентацию, такую волну называют линейно-поляризованной или плоско-поляризованной (термин поляризация волн был введен Малюсом применительно к поперечным механическим волнам). Плоскость, в которой колеблется световой вектор  Поляризация света называется плоскостью колебаний (плоскость yz на рис. 5.6.3), а плоскость, в которой совершает колебание магнитный вектор  Поляризация светаплоскостью поляризации (плоскость xz на рис. 5.6.3). Если вдоль одного и того же направления распространяются две монохроматические волны, поляризованные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, то в результате их сложения в общем случае возникает эллиптически-поляризованная волна (рис. 4).

Сложение двух взаимно
Рисунок 4. Сложение двух взаимно перпендикулярно поляризованных волн и образование эллиптически поляризованной волны.

В эллиптически-поляризованной волне в любой плоскости P, перпендикулярной направлению распространения волны, конец результирующего вектора  Поляризация света за один период светового колебания обегает эллипс, который называется эллипсом поляризации. Форма и размер эллипса поляризации определяются амплитудами ax и ay линейно-поляризованных волн и фазовым сдвигом Δφ между ними. Частным случаем эллиптически-поляризованной волны является волна с круговой поляризацией (ax = ay, Δφ = ± π / 2). Рис. 5 дает представление о пространственной структуре эллиптически-поляризованной волны.

Электрическое поле
Рисунок 5. Электрическое поле в эллиптически-поляризованной волне.

Линейно-поляризованный свет испускается лазерными источниками. Свет может оказаться поляризованным при отражении или рассеянии. В частности, голубой свет от неба частично или полностью поляризован. Однако, свет, испускаемый обычными источниками (например, солнечный свет, излучение ламп накаливания и т. п.), неполяризован.

Свет таких источников состоит в каждый момент из вкладов огромного числа независимо излучающих атомов с различной ориентацией светового вектора в излучаемых этими атомами волнах. Поэтому в результирующей волне вектор  Поляризация света беспорядочно изменяет свою ориентацию во времени, так что в среднем все направления колебаний оказываются равноправными. Неполяризованный свет называют также естественным светом. В каждый момент времени вектор  Поляризация света может быть спроектирован на две взаимно перпендикулярные оси (рис. 6).

Разложение вектора  по осям.
Рисунок 6. Разложение вектора  Поляризация света по осям.

Это означает, что любую волну (поляризованную и неполяризованную) можно представить как суперпозицию двух линейно-поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях волн:  Поляризация света Но в поляризованной волне обе составляющие Ex(t) и Ey(t) когерентны, а в неполяризованной – некогерентны, то есть в первом случае разность фаз между Ex(t) и Ey(t) постоянна, а во втором она является случайной функцией времени. Явление двойного лучепреломления света объясняется тем, что во многих кристаллических веществах показатели преломления для двух взаимно перпендикулярно поляризованных волн различны. Поэтому кристалл раздваивает проходящие через него лучи (рис. 1). Два луча на выходе кристалла линейно поляризованы во взаимно перпендикулярных направлениях. Кристаллы, в которых происходит двойное лучепреломление, называются анизотропными. С помощью разложения вектора  Поляризация света на составляющие по осям можно объяснить закон Малюса (рис. 2). У многих кристаллов поглощение света сильно зависит от направления электрического вектора в световой волне. Это явление называют дихроизмом. Этим свойством, в частности, обладают пластины турмалина, использованные в опытах Малюса. При определенной толщине пластинка турмалина почти полностью поглощает одну из взаимно перпендикулярно поляризованных волн (например, Ex) и частично пропускает вторую волну (Ey). Направление колебаний электрического вектора в прошедшей волне называется разрешенным направлением пластинки. Пластинка турмалина может быть использована как для получения поляризованного света, так и для анализа характера поляризации света (поляризатор и анализатор). В настоящее время широко применяются искусственные дихроичные пленки, которые называются поляроидами. Поляроиды почти полностью пропускают волну разрешенной поляризации и не пропускают волну, поляризованную в перпендикулярном направлении. Таким образом, поляроиды можно считать идеальными поляризационными фильтрами. Рассмотрим прохождение естественного света последовательно через два идеальных поляроида П1 и П2 (рис. 7), 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.

Прохождение естественного света
Рисунок 7. Прохождение естественного света через два идеальных поляроида. yy' – разрешенные направления поляроидов.

Если обозначить амплитуду линейно-поляризованной волны после прохождения света через первый поляроид через  Поляризация света то волна, пропущенная вторым поляроидом, будет иметь амплитуду E = E0 cos φ. Следовательно, интенсивность I линейно-поляризованной волны на выходе второго поляроида будет равна

 Поляризация света

Таким образом, в современной интерпретации электромагнитной теории света закон Малюса как-бы находит естественное объяснение на основе разложения вектора  Поляризация света на составляющие. На самом деле в электромагнитной волне отсутствуют электрические заряды (это вакуум!), поэтому вектора потенциальной (электростатической) напряженности E[V/m] там просто нет. В электромагнитной волне присутствует лишь вихревое электрическое поле напряженностью ε [V/виток], которая не нуждается в наличии электрических зарядов и с которой электротехники имеют дело каждый день, рассчитывая напряжение вторичных обмоток трансформаторов. Реально в электромагнитной волне, распространяющейся в Эфире, имеется тетрада компонент, последовательно сдвинутых на угол 90°:

Подробнее смотрите в статьях К.А.Хайдарова, ссылки на которые есть ниже.

Литература по поляризации

  1. Ашкрофт H., Меrмин Н., Физика твердого тела, пер. с англ., т. 2, М., 1979;
  2. Гроот С. Р. де, Сатторп Л. Г., Электродинамика, пер. с англ., М., 1982;
  3. Таганцев А. К., Пиро-, пьезо-, флексоэлектрический и термополяризационный эффекты в ионных кристаллах, "УФН", 1987, т. 152, в. 3, с. 423.
  4. Хайдаров К.А. Природа электричества. - BRI, 2004.
  5. Хайдаров К.А. Эфирный электрон. - БРИ, 2004.
  6. Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма. - М., ВШ, 1991, с. 71.
  7. Николаев Г.В. Современная электродинамика и причины ее парадоксальности, Томск: Изд-во “Твердыня”, 2003. - 149 с: илл.
  8. Хайдаров К.А. Термодинамика эфира. - BRI, 2003.
  9. Хайдаров К.А. О реальных явлениях электромагнетизма. - BRI, 2015.
терминология оптики   оптика   FAQ по эфирной физике   электротехника и электроника   электрические цепи  

Знаете ли Вы, что такое "усталость света"?
Усталость света, анг. tired light - это явление потери энергии квантом электромагнитного излучения при прохождении космических расстояний, то же самое, что эффект красного смещения спектра далеких галактик, обнаруженный Эдвином Хабблом в 1926 г.
На самом деле кванты света, проходя миллиарды световых лет, отдают свою энергию эфиру, "пустому пространству", так как он является реальной физической средой - носителем электромагнитных колебаний с ненулевой вязкостью или трением, и, следовательно, колебания в этой среде должны затухать с расходом энергии на трение. Трение это чрезвычайно мало, а потому эффект "старения света" или "красное смещение Хаббла" обнаруживается лишь на межгалактических расстояниях.
Таким образом, свет далеких звезд не суммируется со светом ближних. Далекие звезды становятся красными, а совсем далекие уходят в радиодиапазон и перестают быть видимыми вообще. Это реально наблюдаемое явление астрономии глубокого космоса. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 24.07.2019 - 07:57: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Тиртхи - Карим_Хайдаров.
24.07.2019 - 05:16: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> ПРОБЛЕМА ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА - Карим_Хайдаров.
22.07.2019 - 18:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
21.07.2019 - 14:44: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ФИЗИКА - Experimental Physics -> ИНЕРЦИОИДНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ЭНЕРГИИ - Карим_Хайдаров.
21.07.2019 - 14:42: ГЕОФИЗИКА И ФИЗИКА ПЛАНЕТ - Geophysics and planetology -> Сезонные колебания уровня вод морей и океанов - Карим_Хайдаров.
21.07.2019 - 09:44: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
21.07.2019 - 09:43: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Галины Царёвой - Карим_Хайдаров.
20.07.2019 - 05:34: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
20.07.2019 - 05:30: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
16.07.2019 - 10:00: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
16.07.2019 - 09:58: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
12.07.2019 - 17:46: ФИЗИКА ЭФИРА - Aether Physics -> Понятие времени и эфир - Владимир_Афонин.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution