Закон Малюса, праламленне светлавых прамянёў, палярызатары

1809 год унёс свае змены ў навуковы свет грамадства. Інжынер з Францыі Э. Малюс адкрыў новы спосаб палярызацыі святла. Праводзячы досведы, ён выпадкова звярнуў увагу на тое, што калі крышталь паварочваць вакол які адлюстроўваецца ад шкла прамяня, інтэнсіўнасць святла можа перыядычна як ўзрастаць, так і змяншацца. Але цалкам святло не згасае, а толькі ўзмацняецца або слабее, але толькі пры вызначаным становішчы крышталя. Зацвярджэнне атрымала назву «закон Малюса», яно было прызнана ў вучоным супольнасці.

З фізікі вядома, што святло можа ператварацца ў плоска палярызаванае прамень. Адбываецца гэта пры выкарыстанні спецыяльных прылад, якія могуць прапускаць толькі вызначана накіраваныя ваганні. Прыкладам таму могуць служыць змешчаныя паралельна плоскасці ваганні, якія прапускаюць святло і размешчаныя перпендыкулярна затрымлівалыя ваганні. Як палярызатар выкарыстоўваюцца анізатропных асяроддзя ў адносінах да ваганню вэктару, такія, як крышталі. Самым вядомым па прыродным паходжанні з'яўляецца турмалін. Ён досыць моцна паглынае прамяні святла, якія сваім электрычным вектарам перпендыкулярныя да глядзельнай восі, што таксама варта як выснова закона Малюса. А вось той свет, у якім гэты элемент паралеляў, амаль не паглынаецца. Гэтым тлумачыцца тое, што натуральнае асвятленне, праходзячы праз пласціну крышталя, паглынаецца толькі напалову і палярызуецца лінейна з электрычным вектарам, размешчаным паралельна глядзельнай восі турмаліну.

Больш зручным у звароце крышталем, які валодае сапраўды такімі ж ўласцівасцямі, з'яўляецца поляроид. Ён складаецца з прыгатаваных штучным шляхам коллоідных плёнак, якія і патрэбныя для таго, каб атрымліваць палярызаванае святло. Як і ў турмалін, прынцып працы заснаваны на адным крышталі, які паглынае перпендыкулярна накіраваныя ваганні святла. І ў гэтай з'яве закон Малюса ня выяўляецца. Разгледзім іншыя прыклады.

А вось калі палярызацыя светлавых прамянёў адбываецца пры ламаньні або адлюстраванні на мяжы з ізатропнай дыэлектрыкамі - гэта і ёсць закон Малюса. Ён некалькі падкарэктаваў фізічныя з'явы, звязаныя з электрычнымі ваганнямі святла.

Але закон Малюса, выснова якога сфармуляваны вышэй, не сцвярджае, што такі спосаб палярызацыі асноўны і адзіны. Існуюць і іншыя.

Любы прыбор, які выкарыстоўваецца для атрымання палярных прамянёў святла, мае назву палярызатара. А вось вывучаецца і даследуецца яно пры дапамозе аналізатара.

Напрыклад, ёсць два крышталя, якія размешчаны адзін за адным такім чынам, што восі ўтвараюць кут. Першы прапусціць святло, у якога электрычны вектар накіраваны паралельна яго восі. Складнік інтэнсіўнасці прамяня будзе затрыманая другім крышталем. І ўжо праз два поляроида ён пройдзе з аднолькавай даўжынёй электрычных вектараў. Іншымі словамі, стаўленне гэтых інтэнсіўнасцей будзе прапарцыйна амплітудна квадрату.

Адсюль вынікае выснова аб тым, што святло, які прайшоў праз аналізатар, па сваёй магутнасці роўны сіле прамяня, які рухаўся праз палярызатар і памножанай на косінус кута ў квадраце паміж імі. Гэтыя суадносіны і складае з'ява, якое апісвае закон Малюса.

Сюды ж можна аднесці і падвойнае праламленне прамянёў святла, якое з'яўляецца асноўнай уласцівасцю пры праходжанні праз крышталі. Тлумачыцца гэта асаблівасцямі, якія прысутнічаюць у асяроддзі анизатропа пры распаўсюдзе святла. Напрыклад, накіраваўшы на крышталь шпата вузкі светлавы пучок, прайшоўшы праз яго, з'явяцца два падзеленых прамяня, якія ідуць паралельна адзін аднаму. Гэта адбудзецца ў любым выпадку, нават калі святло на крышталь падае ў нармальным становішчы. Адзін з іх завецца звычайным і з'яўляецца працягам першаснага пучка, а другі - незвычайным, бо мае ўласцівасць адхіленні.