18 | 11 | 2017

Частично поляризованный свет

Всякая монохроматическая волна по самому своему определению непременно поляризована. Обычно, однако, приходится иметь дело с волнами лишь почти монохроматическими, содержащими частоты в некотором малом интервале Δω. Рассмотрим такую волну, и пусть и есть некоторая средняя ее частота. Тогда ее поле (будем говорить, для определенности, об электрическом поле Е) в заданной точке пространства можно написать в виде

 Е = Е0(t)eiωt,

где комплексная амплитуда Е0(t) является некоторой медленно меняющейся функцией времени (у строго монохроматической волны было бы Е0=const). Поскольку Е0 определяет поляризацию волны, то это значит, что в каждой точке волны ее поляризация меняется со временем; такую волну называют частично поляризованной.

Свойства поляризации электромагнитных волн, в частности света, наблюдаются экспериментально посредством пропускания исследуемого света через различные тела (например, призмы Николя) и измерения интенсивности прошедшего через тело света.

С математической точки зрения это означает, что о свойствах поляризации света делаются заключения, исходя из значений некоторых квадратичных функций его поля. При этом, разумеется, идет речь о средних по времени значениях этих функций.

Квадратичная функция поля состоит из членов, пропорциональных произведениям EαEß, или Eα. Произведения вида

EαEß = E0αE0ße−2iωt

содержащие быстро осциллирующие множители e±2iωt, при усреднении по времени дают нуль. Произведения же Eα=E0α такого множителя не содержат, и потому их средние значения отличны от нуля. Таким образом, мы видим, что свойства частично поляризованного света вполне характеризуются тензором

Jαß = .                                  (50.1)