Поляризация егэ физика

Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

Пройти тестирование по этим заданиям

В сегодняшней статье традиционно разбираем решение задач по физике. Тема: поляризация света.

Хотите регулярно получать интересные новости? Подпишитесь на наш телеграм.  А чтобы участвовать в акциях для клиентов или оформить заказ со скидкой, обязательно загляните на наш второй канал.

Поляризация света: решение задач

Глупо начинать решать задачи на поляризацию, не зная, что это такое. Поэтому, сначала почитайте теорию, а уже потом приступайте к практике. Приступая к решению задач, рекомендуем держать под рукой полезные формулы и руководствоваться универсальной памяткой по решению физических задач.

Задача на поляризацию №1

Условие

Пучок естественного света, идущий в воде, отражается от грани алмаза, погруженного в воду. При каком угле падения εB отраженный свет полностью поляризован? 

Решение

Воспользуемся формулой для угла Брюстера. Согласно закону Брюстера, свет, отраженный от диэлектрика, полностью поляризован в том случае, если тангенс угла падения:

tgεB=n21

где n21 — относительный показатель преломления второй среды (алмаза) относительно первой (воды).

Относительный показатель преломления равен отношению абсолютных показателей преломления этих сред. Следовательно:

tgεB=n2n1εB=arctgn2n1=61°12′

Ответ: εB=61°12′

Задача на поляризацию №2

Условие 
Пучок естественного света падает на полированную поверхность стеклянной пластины, погруженной в жидкость. Отраженный от пластины пучок света составляет угол φ=97° с падающим пучком. Определить показатель преломления n жидкости, если отраженный свет полностью поляризован

А

Решение

Также пользуясь законом Брюстера, запишем:

tgεB=n2n1

Согласно условию задачи, отраженный луч повернут на угол φ относительно падающего луча. Так как угол падения равен углу отражения, то:

εB=φ2tgφ2=n2n1n1=n2tgφ2=1,33

Ответ: n1=1,33

Задача на поляризацию №3

Условие

На какой угловой высоте φ над горизонтом должно находиться Солнце, чтобы солнечный свет, отраженный от поверхности воды, был полностью поляризован?

Решение

В данном случае свет распространяется в воздухе, а значит, n1=1.

tgεB=n2n1=n2εB=arctgn2

Угловую высоту солнца над горизонтом найдем следующим образом:

φ=90°-arctg1,33=37°

Ответ: φ=37°.

Задача на поляризацию №4

Условие

Угол Брюстера εB при падении света из воздуха на кристалл каменной соли равен 57°. Определить скорость света в этом кристалле.

Решение

Для начала вспомним, что показатель преломления среды определяется как отношение скорости света в вакууме к скорости света в данной среде:

n1=cV1n2=cV2

Теперь запишем закон Брюстера:

tgεB=n2n1=V1V2

По условию, свет падает из воздуха, значит:

V1=ctgεB=cV2V2=ctgεB=ctg57°=1,94·108 мс

Ответ: V2=1,94·108 мс.

Задача на поляризацию №5

Условие 

Анализатор в k=2 раза уменьшает интенсивность света, приходящего к нему от поляризатора. Определить угол α между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора. Потерями интенсивности света в анализаторе пренебречь.

Решение

Для решения этой задачи запишем закон Малюса:

I=I0cos2α

Здесь I — интенсивность плоскополяризованного света, прошедшего через анализатор; I0 — интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор; α — угол между направлением колебаний светового вектора волны, падающей на анализатор, и плоскостью пропускания анализатора.

Из условия известно, что:

k=2=I0I

Отсюда:

II0=cos2αcos2α=12α=arccos12=45°

Ответ: α=45°

Вопросы на тему «Поляризация света»

Вопрос 1. Что такое поляриция?

Ответ. Поляризация света — это явление выделения из пучка естественного света лучей с определенной ориентацией электрического вектора.

Вопрос 2. Приведите пример проявления поляризации в природе.

Ответ. В качестве широко распространённого случая поляризации света в природе можно считать блики на стеклянных витринах и водной поверхности.

Вопрос 3. Как люди используют феномен поляризации?

Ответ. Среди практических применений поляризации можно выделить:

• поляризационные очки;
• поляризационные фильтры в фототехнике;
• 3-D кинотеатры.

Вопрос 4. Сформулируйте закон Брюстера.

Ответ. Закон Брюстера выражает связь показателей преломления двух диэлектриков с таким углом падения света, при котором свет, отражённый от границы раздела диэлектриков, будет полностью поляризованным в плоскости, перпендикулярной плоскости падения.

tgεB=n21

Вопрос 5. Сформулируйте закон Малюса.

Ответ. Интенсивность света, прошедшего через поляризатор, прямо пропорциональна произведению интенсивности падающего плоско поляризованного света I0 и квадрату косинуса угла между плоскостью падающего света и плоскостью поляризатора.

I=I0cos2α

Нужна помощь в решении задач и выполнении других заданий по учебе? Обращайстесь в профессиональный сервис помощи студентам 24/7.

Инфоурок

›

Физика

›Тесты›Поперечность световых волн. Поляризация света

Поперечность световых волн. Поляризация света

Физика, 11 класс

Урок 18. Поляризация света. Корпускулярная и волновая теории света

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1. поляризация света;
2. естественный и плоскополяризованный свет;
3. применение поляризации световых волн;
4. корпускулярная и волновая теории света.

Глоссарий по теме:

Свет – электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом.

Поляризация света – процесс упорядочения колебаний вектора напряженности электрического поля световой волны при прохождении света сквозь некоторые вещества (при преломлении) или при отражении светового потока.

Естественный свет – световой поток, в котором колебания векторов и происходят по всем направлениям, перпендикулярным направлению распространения волн.

Плоскополяризованный свет – свет, в котором колебания вектора происходят только в одной определённой плоскости.

Поляроид – тонкая (0,1 мм) плёнка кристаллов герапатита, нанесённая на целлулоид или стеклянную пластинку.

Корпускулярная теория света – свет представляет собой поток частиц (корпускул), испускаемых светящимися телами во все стороны.

Волновая теория света – свет имеет волновую природу, то есть ведёт себя как электромагнитная волна, от длины которой зависит цвет видимого нами света.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

1. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Чаругин В. М. Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 225 – 228.

2.Рымкевич А. П. Сборник задач по физике. 10-11 класс — М.:Дрофа,2009. – С. 149.

3. Элементарный учебник физики. Учебное пособие в 3 т./под редакцией академика Ландсберга Г. С.: Т.3. Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика. – 12-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. С. 367 — 373.

4. Савельев И.В. Курс общей физики, том III. Оптика, атомная физика, физика атомного ядра и элементарных частиц. М.: Изд. «Наука», 1970 г. С. 157.

5. Джанколи Д.К. Физика в двух томах. Т.2. М: «МИР», 1989. С. 441 — 454.

Основное содержание урока

Свет – электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом.

В соответствии с двумя способами передачи энергии от источника тока к приёмнику возникли и начали развиваться две совершенно разные теории, объясняющие, что такое свет, какова его природа. Эти теории возникли почти одновременно в XVII веке.

Одна из этих теорий связана с именем Ньютона, другая – с именем Гюйгенса.

Ньютон придерживался так называемой корпускулярной теории света, согласно которой свет – это поток частиц, идущих от источника во все стороны (перенос вещества).

Согласно же представления Гюйгенса свет – это волны, распространяющиеся в особой гипотетической среде – эфире, заполняющем всё пространство и проникающем внутрь всех тел.

Обе теории длительное время существовали параллельно.

На основе корпускулярной теории трудно объяснить, почему световые пучки, пересекаясь в пространстве, никак не действуют друг на друга. Ведь световые пучки должны сталкиваться и рассеиваться. Волновая же теория это легко объясняла.

Однако прямолинейное распространение света, приводящее к образованию за предметами резких теней, трудно объяснить на основе волновой теории. По корпускулярной же теории прямолинейное распространение света является просто следствием закона инерции.

В начале XIX века впервые были изучены явления дифракции и интерференции света. Эти явления присущи исключительно волновому движению. Объяснить их с помощью корпускулярной теории нельзя. Поэтому казалось, что волновая теория одержала окончательную победу.

Такая уверенность особенно окрепла, когда Максвелл во второй половине XIX века доказал, что свет – это частный случай электромагнитных волн.

Работами Максвелла были заложены основы электромагнитной теории.

После экспериментального обнаружения электромагнитных волн Герцем никаких сомнений в том, что при распространении свет ведёт себя как волна, не осталось. Нет их и сейчас.

Однако в начале XX века представления о природе света начали тем не менее коренным образом меняться. Оказалось, что при излучении и поглощении свет ведёт себя подобно потоку частиц. Были обнаружены прерывистые, или, как говорят, квантовые свойства света.

Возникла необычная ситуация: явления интерференции и дифракции по-прежнему можно было объяснить, если считать свет волной, а явления излучения и поглощения – если считать свет потоком частиц. Такую двойственность поведения света называют корпускулярно-волновым дуализмом.

Опыт с турмалином

Возьмём прямоугольную пластину турмалина, вырезанную таким образом, чтобы одна из её граней была параллельна оси кристалла. Если направить нормально на такую пластину пучок света от электрической лампы или солнца, то вращение пластины вокруг пучка никакого изменения интенсивности света, прошедшего через неё, не вызовет. Световое пятно лишь приобретает зеленоватую окраску.

Если мы заставим пучок света пройти через второй точно такой же кристалл турмалина, параллельный первому, то при одинаково направленных осях кристаллов опять ничего интересного не происходит: просто световой пучок ещё более ослабляется за счет поглощения во втором кристалле. Но если второй кристалл вращать, оставляя первый неподвижным, то обнаружится гашение света. И когда оси перпендикулярны друг другу, свет не проходит совсем. Он целиком поглощается вторым кристаллом.

Выводы из опыта:

1. свет – поперечная волна;
2. кристалл турмалина обладает способностью пропускать световые волны с колебаниями, происходящими в одной определённой плоскости.

Кристалл турмалина преобразует естественный свет в плоскополяризованный.

Поляризация света – процесс упорядочения колебаний вектора напряженности электрического поля световой волны при прохождении света сквозь некоторые вещества (при преломлении) или при отражении светового потока.

Естественный свет – световой поток, в котором колебания векторов и происходят по всем направлениям, перпендикулярным направлению распространения волн.

Плоскополяризованный свет – свет, в котором колебания вектора происходят только в одной определённой плоскости.

Поляроид – тонкая (0,1 мм) плёнка кристаллов герапатита, нанесённая на целлулоид или стеклянную пластинку.

Поляризация света широко применяется в светотехнике, астрофизике, спектроскопии, медицине, геологии, минералогии, кристаллографии и т.д.

Разбор тренировочного задания

1. Свет, отраженный от поверхности воды, является частично поляризованным. Как убедиться в этом, имея поляроид?

Решение.

Чтобы убедиться в этом, нужно смотреть на воду через поляроид, поворачивая его, пока изображение не исчезнет.

2. Если смотреть на спокойную поверхность неглубокого водоёма через поляроид и постепенно поворачивать его, то при некотором положении поляроида дно водоёма будет лучше видно. Объясните явление.

Решение.

Отражённый и частично поляризованный свет не пройдет через поляроид и не будет «слепить» глаза.

 Введение

Изу­чен­ные нами яв­ле­ния дис­пер­сии, ин­тер­фе­рен­ции и ди­фрак­ции окон­ча­тель­но убе­ди­ли нас в том, что свет имеет вол­но­вую при­ро­ду и его по­ве­де­ние хо­ро­шо объ­яс­ня­ет­ся с точки зре­ния вол­но­вой тео­рии. Од­на­ко не стоит за­бы­вать, что волны бы­ва­ют двух типов – про­доль­ные и по­пе­реч­ные. Во­прос за­клю­ча­ет­ся в сле­ду­ю­щем: если свет – это волна, то к ка­ко­му типу волн от­но­сят­ся све­то­вые?

Нач­нем с ис­то­ри­че­ской точки зре­ния во­про­са. Ос­но­ва­те­ли вол­но­вой тео­рии, Фре­нель и Юнг, счи­та­ли свет про­доль­ны­ми вол­на­ми, по­доб­ны­ми зву­ко­вым вол­нам. На тот мо­мент счи­та­лось, что свет рас­про­стра­ня­ет­ся не в пу­сто­те, а в некой среде, ко­то­рая за­пол­ня­ет все окру­жа­ю­щее нас про­стран­ство, и эту среду на­зы­ва­ли эфи­ром. По­пе­реч­ные волны в такой среде су­ще­ство­вать не могли по­то­му, что на тот мо­мент было рас­про­стра­не­но мне­ние о том, что такие волны могут су­ще­ство­вать толь­ко в твер­дых телах.

Со вре­ме­нем на­кап­ли­ва­лось все боль­ше экс­пе­ри­мен­таль­ных фак­тов, ко­то­рые нель­зя было объ­яс­нить с точки зре­ния того, что свет – это про­доль­ные волны.

 Опыт с механическими волнами

Об­ра­тим­ся к опыту с про­сты­ми ме­ха­ни­че­ски­ми вол­на­ми. Пред­ста­вим себе такой экс­пе­ри­мент: име­ет­ся канат, один конец ко­то­ро­го за­креп­лен, а вто­рой на­хо­дит­ся в руке экс­пе­ри­мен­та­то­ра, дви­же­ни­ем руки по ка­на­ту за­пус­ка­ют­ся волны. Мы знаем, что такой тип волн на­зы­ва­ет­ся по­пе­реч­ны­ми, по­сколь­ку ско­рость от­дель­ных точек ка­на­та на­прав­ле­на пер­пен­ди­ку­ляр­но на­прав­ле­нию рас­про­стра­не­ния волны. При этом мы видим, что от­дель­ные греб­ни волн могут быть ори­ен­ти­ро­ва­ны про­из­воль­ным об­ра­зом по от­но­ше­нию друг к другу. Раз­ме­стим по две сто­ро­ны от ка­на­та до­щеч­ки (Рис. 1).

Рис. 1. Опыт с ме­ха­ни­че­ски­ми вол­на­ми

Бла­го­да­ря до­щеч­кам из всех воз­мож­ных на­прав­ле­ний ко­ле­ба­ний оста­ют­ся те, что па­рал­лель­ны плос­ко­стям до­ще­чек. Если на пути волны по­ста­вить вто­рую такую же си­сте­му до­ще­чек, то, в за­ви­си­мо­сти от ори­ен­та­ции этой вто­рой си­сте­мы, на вы­хо­де мы можем по­лу­чать раз­лич­ные ори­ен­та­ции греб­ней.

При этом об­ра­ти­те вни­ма­ние, что ам­пли­ту­да про­шед­ших сквозь вто­рые до­щеч­ки греб­ней сов­па­да­ет с ам­пли­ту­дой греб­ней до вто­рых до­ще­чек толь­ко в слу­чае вза­им­но па­рал­лель­ной ори­ен­та­ции пер­вой и вто­рой пары. В осталь­ных слу­ча­ях она все­гда мень­ше. А в слу­ча­ях вза­им­но пер­пен­ди­ку­ляр­ной ори­ен­та­ции на вы­хо­де во­об­ще не будет ни­ка­ких волн.

 Поляризация. Виды поляризации

Вве­дем несколь­ко новых по­ня­тий. По­ля­ри­за­ция волны – рас­пре­де­ле­ние на­прав­ле­ний ко­ле­ба­ний в по­пе­реч­ной волне. Мы рас­смот­рим лишь два вида по­ля­ри­за­ции волны.

Если ко­ле­ба­ния рас­пре­де­ле­ны так, как было по­ка­за­но в опыте до пе­ре­се­че­ния ка­на­та с пер­вой парой до­ще­чек (когда каж­дый по­сле­ду­ю­щий гре­бень ори­ен­ти­ро­ван про­из­воль­но по от­но­ше­нию к преды­ду­ще­му), то такую по­ля­ри­за­цию будем на­зы­вать кру­го­вой.

Если ко­ле­ба­ния рас­пре­де­ле­ны так, как было в опыте после пе­ре­се­че­ния с пер­вой парой до­ще­чек, то такая по­ля­ри­за­ция на­зы­ва­ет­ся ли­ней­ной. По­нят­но, что яв­ле­ние по­ля­ри­за­ции при­су­ще толь­ко по­пе­реч­ным вол­нам, по­это­му если мы до­ка­жем, что свет ка­ким-то об­ра­зом про­яв­ля­ет свой­ство по­ля­ри­за­ции, то тем самым мы до­ка­жем, что све­то­вая волна яв­ля­ет­ся по­пе­реч­ной.

В слу­чае све­то­вых волн до­ка­зать, что им при­су­ще свой­ство по­ля­ри­за­ции, на­мно­го слож­нее. Во-пер­вых, по­то­му что мы не знаем, что ис­поль­зо­вать в роли до­ще­чек в слу­чае со све­то­вы­ми вол­на­ми, а во-вто­рых, мы не знаем, как на­блю­дать ко­ле­ба­ния в све­то­вых вол­нах. Од­на­ко обе про­бле­мы ре­ша­е­мы.

 Доказательство продольного характера световых волн

Нач­нем с про­бле­мы на­блю­де­ния за ко­ле­ба­ни­я­ми. Ока­зы­ва­ет­ся, нам этого и не нужно де­лать – вспом­ни­те опыт с ка­на­том: мы ме­ня­ем вза­им­ную ори­ен­та­цию двух си­стем до­ще­чек и в итоге по­лу­ча­ем волны, ам­пли­ту­да ко­то­рых ме­ня­ет­ся от на­чаль­но­го зна­че­ния до 0. Это зна­чит, что если мы най­дем ка­кой-ли­бо ана­лог до­ще­чек, то нам будет до­ста­точ­но про­пу­стить свет сквозь две такие си­сте­мы, затем эти си­сте­мы вра­щать от­но­си­тель­но друг друга и про­ве­рить, ме­ня­ет­ся ли на вы­хо­де ам­пли­ту­да про­шед­шей волны.

Тогда воз­ни­ка­ет еще один во­прос: как же про­ве­рить, из­ме­ни­лась ли ам­пли­ту­да волны. Все очень про­сто: ам­пли­ту­да све­то­вой волны тем выше, чем ярче свет, по­это­му нам до­ста­точ­но из­ме­рить яр­кость. Ока­зы­ва­ет­ся, что си­сте­мы, спо­соб­ные вы­де­лять в све­то­вых вол­нах ко­ле­ба­ния од­но­го на­прав­ле­ния, давно из­вест­ны. Это кри­стал­лы, но не любые, а лишь од­но­ос­ные кри­стал­лы, об­ла­да­ю­щие опре­де­лен­ным спе­ци­фи­че­ским внут­рен­ним стро­е­ни­ем (на­при­мер, тур­ма­лин и ис­ланд­ский шпат).

Те­перь мы можем про­де­лать опыт, ко­то­рый до­ка­жет нам по­пе­реч­ную при­ро­ду све­то­вых волн. На пути све­то­во­го пучка, па­да­ю­ще­го на неко­то­рый экран, рас­по­ло­жим две пла­сти­ны, из­го­тов­лен­ные из тур­ма­ли­на (Рис. 2).

Рис. 2. Опыт, до­ка­зы­ва­ю­щий по­пе­реч­ную при­ро­ду све­то­вых волн

Первую будем на­зы­вать по­ля­ри­за­тор, а вто­рую – ана­ли­за­тор. Одну из пла­стин на­чи­на­ем вра­щать пер­пен­ди­ку­ляр­но на­прав­ле­нию пучка и на­блю­дать за из­ме­не­ни­ем яр­ко­сти све­то­во­го пучка на экране.

Видно, что его яр­кость ме­ня­ет­ся от неко­то­рой мак­си­маль­ной до прак­ти­че­ски ну­ле­вой. Что и тре­бо­ва­лось до­ка­зать.

Мы на­ме­рен­но не уточ­ня­ли, что из себя пред­став­лял пучок, ис­пу­щен­ный в опыте, од­на­ко это имеет огром­ное зна­че­ние.

Пред­ставь­те себе, что мы ис­поль­зу­ем толь­ко одну пла­стин­ку из тур­ма­ли­на, и эту пла­стин­ку мы будем вра­щать вдоль оси све­то­во­го пучка. Если па­да­ю­щий свет имеет кру­го­вую по­ля­ри­за­цию, то мы не за­ме­тим ни­ка­ких эф­фек­тов, а вот если он по­ля­ри­зо­ван ли­ней­но, то мы снова смо­жем на­блю­дать из­ме­не­ния яр­ко­сти пятна.

 Классификация поляризации

Тогда уточ­ним, зачем мы ис­поль­зу­ем имен­но две пла­сти­ны. Пер­вая вы­де­ля­ет из па­да­ю­щей волны ко­ле­ба­ния од­но­го на­прав­ле­ния, то есть фор­ми­ру­ет на вы­хо­де свет с ли­ней­ной по­ля­ри­за­ци­ей. Вто­рая же слу­жит для опре­де­ле­ния на­прав­ле­ния ко­ле­ба­ний в этой све­то­вой волне.

По типу по­ля­ри­за­ции ис­пус­ка­е­мо­го света мы можем таким об­ра­зом клас­си­фи­ци­ро­вать раз­лич­ные ис­точ­ни­ки, на­при­мер, самый из­вест­ный ис­точ­ник света – Солн­це, оно ис­пус­ка­ет свет с кру­го­вой по­ля­ри­за­ци­ей, такой свет мы будем на­зы­вать есте­ствен­ным, или непо­ля­ри­зо­ван­ным. Такие ис­точ­ни­ки, как экра­ны наших но­ут­бу­ков или мо­биль­ных те­ле­фо­нов, из­лу­ча­ют свет с ли­ней­ной по­ля­ри­за­ци­ей. Такой свет мы будем на­зы­вать ли­ней­но по­ля­ри­зо­ван­ным, или про­сто по­ля­ри­зо­ван­ным.

 Прикладное значение поляризации

При­ме­не­ние по­ля­ри­за­ции в ис­сле­до­ва­ни­ях

Было об­на­ру­же­но, что при про­хож­де­нии ли­ней­но по­ля­ри­зо­ван­но­го света через неко­то­рые кри­стал­лы и рас­тво­ры плос­кость по­ля­ри­за­ции по­во­ра­чи­ва­ет­ся на неко­то­рый угол. На­при­мер, пусть свет про­хо­дит через по­ля­ри­за­тор, а затем через са­хар­ный рас­твор, по­ля­ро­ид-ана­ли­за­тор за кю­ве­той с рас­тво­ром не це­ли­ком гасит свет, когда его ось об­ра­зу­ет с осью по­ля­ри­за­то­ра угол 90 гра­ду­сов. Од­на­ко если по­ля­ри­за­тор по­вер­нуть на неко­то­рый угол, то он пе­ре­ста­ет про­пус­кать свет. Это сви­де­тель­ству­ет о том, что ве­ще­ство в кю­ве­те по­во­ра­чи­ва­ет на­прав­ле­ние по­ля­ри­за­ции света на неко­то­рый угол. Такие ве­ще­ства на­зы­ва­ют оп­ти­че­ски ак­тив­ны­ми. Оп­ти­че­ская ак­тив­ность обу­слов­ле­на асим­мет­ри­ей мо­ле­кул, ко­то­рые могут иметь форму спи­ра­лей, как, на­при­мер, мо­ле­ку­лы бел­ков. Ве­ще­ства, по­во­ра­чи­ва­ю­щие на­прав­ле­ние по­ля­ри­за­ции впра­во, на­зы­ва­ют пра­во­вра­ща­ю­щи­ми, влево – ле­во­вра­ща­ю­щи­ми. Обыч­ный сахар при­над­ле­жит к числу пра­во­вра­ща­ю­щих ве­ществ. Боль­шин­ство ами­но­кис­лот и бел­ков – ле­во­вра­ща­ю­щие.

Стек­ло и пласт­мас­са при­об­ре­та­ют оп­ти­че­скую ак­тив­ность в де­фор­ми­ро­ван­ном со­сто­я­нии. Вра­ще­ние плос­ко­сти по­ля­ри­за­ции мак­си­маль­но в ме­стах с боль­шим на­пря­же­ни­ем.

Мо­де­ли де­та­лей машин, вы­пол­нен­ные из про­зрач­ной пласт­мас­сы и по­ме­щен­ные между скре­щен­ны­ми по­ля­ро­и­да­ми, можно ис­поль­зо­вать для ви­зу­аль­но­го на­блю­де­ния точек наи­боль­ше­го на­пря­же­ния.

На се­го­дняш­ний день ма­те­ри­а­лы, по­доб­ные тур­ма­ли­ну, из­го­тав­ли­ва­ют ис­кус­ствен­но, в мас­со­вом по­ряд­ке, по­сколь­ку эти ма­те­ри­а­лы на­хо­дят ши­ро­кое при­ме­не­ние в самых раз­лич­ных об­ла­стях. Одно из самых по­пу­ляр­ных при­ме­не­ний та­ко­го ма­те­ри­а­ла – это ки­не­ма­то­граф, где по­ля­ри­за­ция ис­поль­зу­ет­ся для раз­де­ле­ния лучей, пред­на­зна­чен­ных ле­во­му и пра­во­му глазу зри­те­ля.

По­ля­ри­зо­ван­ный свет часто ис­поль­зу­ет­ся для га­ше­ния света, зер­каль­но от­ра­жен­но­го от глад­ких ди­элек­три­че­ских по­верх­но­стей. На­при­мер, на этом прин­ци­пе устро­е­ны по­ла­ро­ид­ные сол­неч­ные очки.

Дво­я­ко­пре­лом­ля­ю­щие среды

В боль­шин­стве про­зрач­ных сред ско­рость света оди­на­ко­ва по всем на­прав­ле­ни­ям. Такие среды на­зы­ва­ют изо­троп­ны­ми. Од­на­ко в неко­то­рых кри­стал­лах и рас­тво­рах ско­рость света в раз­лич­ных на­прав­ле­ни­ях раз­лич­на, такие среды на­зы­ва­ют ани­зо­троп­ны­ми. О таких сре­дах го­во­рят как о дво­я­ко­лу­че­пре­лом­ля­ю­щих, по­сколь­ку в них на­блю­да­ет­ся со­вер­шен­но необыч­ное яв­ле­ние.

В дво­я­ко­пре­лом­ля­ю­щих кри­стал­лах, таких как каль­цид, су­ще­ству­ет вы­де­лен­ное на­прав­ле­ние, на­зы­ва­е­мое оп­ти­че­ской осью кри­стал­ла; важно ска­зать, что речь идет не об от­дель­ной линии, а о на­прав­ле­нии в кри­стал­ле. Если обыч­ный свет вхо­дит в кри­сталл вдоль оп­ти­че­ской оси, то ни­че­го ано­маль­но­го при этом не про­ис­хо­дит. Но если непо­ля­ри­зо­ван­ный свет па­да­ет под неко­то­рым углом к оп­ти­че­ской оси, то в кри­стал­ле воз­ни­ка­ют два пре­лом­лен­ных луча.

Луч па­да­ет по нор­ма­ли к по­верх­но­сти, и оп­ти­че­ская ось на­хо­дит­ся в плос­ко­сти ри­сун­ка. Один луч, на­зы­ва­е­мый обык­но­вен­ным, обо­зна­чен он бук­вой , про­хо­дит обыч­ным об­ра­зом, дру­гой луч,  – необык­но­вен­ный, и пре­лом­ля­ет­ся он, от­кло­ня­ясь на неко­то­рый угол (Рис. 3).

Рис. 3. Па­де­ние луча

Нетруд­но за­ме­тить, что закон пре­лом­ле­ния для луча  не вы­пол­ня­ет­ся, од­на­ко он спра­вед­лив для луча .

Объ­яс­не­ние дан­но­го яв­ле­ние кро­ет­ся в том, что ско­рость све­то­вых вол за­ви­сит от ори­ен­та­ции на­прав­ле­ния по­ля­ри­за­ции све­то­вой волны от­но­си­тель­но осей кри­стал­ла. По­это­му если волна па­да­ет под углом к оси, то она де­лит­ся на две части, одна из ко­то­рых рас­про­стра­ня­ет­ся как и в любой нор­маль­ной среде, а вто­рая из-за от­ли­чия ско­ро­сти от­кло­ня­ет­ся от пер­во­на­чаль­но­го на­прав­ле­ния.

Когда есте­ствен­ный, непо­ля­ри­зо­ван­ный свет па­да­ет на по­верх­ность во­до­е­ма, часть его зер­каль­но от­ра­жа­ет­ся и по­ля­ри­зу­ет­ся (Рис. 4).

Рис. 4. Устрой­ство по­ла­ро­ид­ных очков

При от­ра­же­нии есте­ствен­ный свет ста­но­вит­ся ли­ней­но по­ля­ри­зо­ван­ным. Этот от­ра­жен­ный свет ме­ша­ет ви­деть пред­ме­ты, рас­по­ло­жен­ные под водой.

Если смот­реть на воду со­от­вет­ству­ю­щим об­ра­зом через ори­ен­ти­ро­ван­ный по­ля­ри­за­тор, то боль­шая часть зер­каль­но от­ра­жен­но­го света будет по­гло­щать­ся и ви­ди­мость под­вод­ных объ­ек­тов зна­чи­тель­но улуч­шит­ся (Рис. 5).

Рис. 5. Вид на воду с по­ля­ри­за­то­ром/без

Бла­го­да­ря по­ля­ри­за­ции мы можем на­блю­дать еще одно яв­ле­ние, ко­то­рое, на пер­вый взгляд, про­ти­во­ре­чит тому, что мы учили рань­ше в оп­ти­ке. Это яв­ле­ние на­зы­ва­ет­ся двой­ное лу­че­пре­лом­ле­ние.