Поперечность световых волн. Поляризация света

Слайд 1. Поперечность световых волн. Поляризация света

Как электромагнитная природа света проявляется в физических явлениях

Слайд 2. Волновая природа света

Свет — это электромагнитная волна. В ней периодически изменяются два вектора: напряженность электрического поля $\vec{E}$ и индукция магнитного поля $\vec{B}$. Эти векторы колеблются в плоскостях, перпендикулярных друг другу и направлению распространения волны. Именно направление вектора $\vec{E}$ принято считать направлением поляризации света.

Слайд 3. Продольные или поперечные?

Среда колеблется вдоль направления распространения. Пример: звуковые волны в воздухе. Они не могут быть поляризованы.

Среда колеблется перпендикулярно направлению распространения. Пример: волна на струне. Только поперечные волны обладают свойством поляризации.

Слайд 4. Структура световой волны

Слайд 5. Естественный и поляризованный свет

Естественный свет — это смесь огромного числа волн, излучаемых атомами независимо. Колебания происходят во всех направлениях.

Поляризованный свет — это свет, в котором направление колебаний вектора $\vec{E}$ упорядочено.

Линейная поляризация — колебания происходят строго в одной плоскости.

Слайд 6. Закон Малюса

Интенсивность света $I$ на выходе из анализатора зависит от угла $\varphi$ между осями поляризатора и анализатора: $I=I_0{\cos }^2\varphi$. При $\varphi =90^{\circ }$ свет полностью гасится.

Слайд 7. Практическое применение

Поляризационные очки отсекают свет, отраженный от воды или асфальта.

В ЖК-мониторах и смартфонах поляроиды управляют яркостью каждого пикселя.

Для левого и правого глаза используются разные типы поляризации света.

Фильтры помогают убрать нежелательные отражения и сделать небо контрастным.

Слайд 8. Поляризация при отражении

При падении света на границу раздела двух сред под определенным углом (угол Брюстера), отраженный луч становится полностью поляризованным. Значение угла рассчитывается по формуле: $\text{tg }{\alpha }_B=n$.

Слайд 9. Вопросы для закрепления

Почему звуковые волны нельзя поляризовать?

Как с помощью одних поляризационных очков проверить, являются ли другие очки поляризационными?

Почему при повороте экрана смартфона перед глазами в таких очках изображение может потемнеть?

Что произойдет с интенсивностью света, если между двумя скрещенными поляризаторами поместить третий под углом $45^{\circ }$?

Слайд 10. Итоги занятия

Свет является поперечной электромагнитной волной.

Поляризация — это процесс выделения одного направления колебаний вектора $\vec{E}$.

Существование поляризации — прямое доказательство того, что световые волны поперечны.

Закон Малюса описывает изменение интенсивности света при прохождении через поляризаторы.

Явление широко используется в технике: от солнцезащитных очков до современных дисплеев.