У параграфі 3 ми розглядали теорію Максвелла. Першим наслідком теорії Максвелла є поперечності світлових хвиль: вектори напруженостей електричного Е і магнітного Н полів хвилі взаємно перпендикулярні і коливаються перпендикулярно вектору швидкості v поширення хвилі (перпендикулярно світловому променю). Світловий промінь - напрямок поширення світлової хвилі.
Твердження, що світло - поперечні електромагнітні хвилі, засноване на результатах величезного числа експериментальних досліджень дифракції, інтерференції і поляризації світла і поширення світла в анізотропних середовищах. Оскільки вектори Е і Н взаємно перпендикулярні, то для опису закономірностей поляри-зації світла досить знати поведінку лише одного з векторів. Зазвичай всі міркування ведуться относітельносветового вектора.
Опр. 17.1. Світловий вектор - вектор напруженості Е електричного поля (назва обумовлена тим, що при дії світла на речовину основне значення має електрична складова поля воьфяаални, діє на електрони в атомах речовини).
Джерела світла складаються з величезної кількості частинок-випромінювачів (молекул, атомів). Світло являє собою сумарне електромагнітне випромінювання безлічі таких елементарних випромінювачів, які випромінюють світлові по-лни незалежно один від одного. Тому світлова хвиля, що випромінюється тілом в це-лом, характеризується всілякими рав-новероятнимі коливаннями світлового століття-тора. Атомарних випромінювачів дуже багато - напрямок векторів Е не визначено (воно безперервно і безладно змінюється за надзвичайно малі проміжки часу) - вважаємо вектор Е рав-номерно розподіленим в просторі. Інтенсівностьізлученіякаждого з атомів в середньому однаково - рівність амплітудних значень векторів Е.
Опр.17.2. Світло зі всілякими рівноімовірними оріентаціямісветовоговектора називається природним (неполяризованим).
Створивши певні умови на шляху поширення природного світла, можна виділити з нього певний напрям коливань вектора Е, яке буде єдиним або переважним.
Опр.17.3. Світло, в якому напрямку коливань світлового вектора якимсь чином впорядковані, називаетсяполярізованним.
Розглянемо світловий вектор Е. Його, як і всякий вектор, можна представити у вигляді суми його проекцій на 2 взаємно перпендикулярних напрямки (обираних в площині, перпендикулярній до напрямку поширення світла). У природному світлі різниця фаз між такими проекціями безперервно і хаотично змінюється. У повністю поляризованому світлі ця різниця фаз строго постійна, - взаємно перпендикулярні компоненти Е когерентні. Повну поляризацію монохроматичного світла характеризують проекцією траєкторії кінця вектора Е в кожній точці променя на площину, перпендикулярну променю. У загальному випадку така проекція - еліпс (враховуючи сталість різниці фаз між взаємно перпендикулярними компонентами вектора Е і однаковість частоти їх коливань в монохроматичної хвилі).
Опр. 17.4. Еліптично поляризоване світло - світло, для якого вектор Е (вектор Н) змінюється зі временемтак, що його кінець описує еліпс, що лежить в площині, перпендикулярній променю.
Залежно від напрямку обертання вектора Е розрізняють праву і ліву еліптичну поляризацію. Найбільший інтерес представляють граничні випадки еліптичної поляризації світла:
1. Якщо різниця фаз дорівнює 0 або, то еліпс поляризації вироджується в пряму і говорять про лінійної поляризації світла.