検討中の概念は、有名な英国の科学者によって歴史上初めて使用されました I.1706年のニュートン。しかし、別の研究者がその性質を説明しました- ジェームズマクスウェル。その後、光波の性質は不明でしたが、さまざまな事実の蓄積とさまざまな実験の結果により、電磁波の横方向性の証拠がますます現れました。

この分野で最初に実験を行ったのはオランダの研究者でした ホイヘンス、これは1690年に起こった。彼はアイスランドのスパーのプレートに光を通過させ、その結果、ビームの横方向の異方性を発見しました。

物理学における光の偏光の最初の証拠は、フランスの研究者によって得られました E.マルス。彼はトルマリンの2つのプレートを使用し、最終的に彼にちなんで名付けられた法律を思いついた。多くの実験のおかげで、光波の横方向性が証明され、それはそれらの性質と伝播の特徴を説明するのに役立ちました。

光の偏光はどこから来るのか、そしてそれを自分で得る方法

私たちが見る光のほとんどは偏光されていません。太陽、人工照明 -ベクトルがさまざまな方向に振動する光束は、制限なしにすべての方向に広がります。

偏光は、さまざまな特性を持つ異方性媒体を通過した後に現れます。この環境はほとんどの変動を取り除き、望ましい効果を提供する唯一のものを残します。

ほとんどの場合、結晶は偏光子として機能します。以前は主に天然素材（トルマリンなど）が使用されていた場合、現在は人工的な起源の多くのオプションがあります。

また、偏光は任意の誘電体からの反射によって得ることができます。肝心なのは光束 2つの媒体の接合部で屈折します。これは、鉛筆やチューブをコップ一杯の水に入れると見やすくなります。

この原理は、偏光顕微鏡で使用されます。

光の屈折現象の間、光線の一部は偏光されます。この効果の発現の程度は場所によって異なります光源屈折点に対するその入射角。

偏光を得る方法については、条件に関係なく、次の3つのオプションのいずれかが使用されます。

プリズムニコラス。 1828年に発明したスコットランドの探検家ニコラスウィリアムにちなんで名付けられました。彼は長い間実験を行い、11年後もそのまま使用されている完成したデバイスを手に入れることができました。
誘電体からの反射。ここでは、最適な入射角を選択し、次数を考慮することが非常に重要です。屈折（2つのメディアの光透過率の差が大きいほど、光線はより多く屈折します）。
異方性環境の使用。ほとんどの場合、これには適切な特性を持つ結晶が選択されます。それらに光フラックスを向けると、出力での平行分離を観察できます。

2つの誘電体の境界での反射と屈折による光の偏光

この光学現象は、スコットランドの物理学者によって発見されました 1815年のデビッドブリュースター。彼が導き出した法則は、特定の入射角での2つの誘電体のインジケーター間の関係を示しています。条件を選択すると、2つの媒体の界面から反射された光線は、入射角に垂直な平面で偏光されます。

ブリュースターの法則のイラスト。

研究者は、屈折したビームが入射面で部分的に偏光していることに注目しました。この場合、すべての光が反射されるわけではなく、その一部が屈折ビームに入ります。 ブリュースター角 は角度です反射光完全に分極化。この場合、反射光線と屈折光線は互いに垂直です。

この現象の理由を理解するには、次のことを知っておく必要があります。

どんな電磁波でも、電場の振動は常にその移動方向に垂直です。
このプロセスは2つの段階に分かれています。最初の例では、入射波によって誘電体の分子が励起され、2番目の例では、屈折波と反射波が現れます。

実験で石英または他の適切な鉱物のプラスチックを1つ使用した場合、強度平面偏光小さくなります（全体の強度の約4％）。ただし、プレートのスタックを使用すると、パフォーマンスを大幅に向上させることができます。

ところで！ ブリュースターの法則は、フレネルの公式を使用して導出することもできます。

結晶による光の偏光

通常の誘電体は異方性であり、それらに当たったときの光の特性は主に入射角に依存します。結晶の性質は異なり、光が結晶に当たると、光線の複屈折の効果を観察できます。これは次のように現れます。構造を通過すると、2つの屈折ビームが形成され、方向が異なり、速度も異なります。

ほとんどの場合、実験では一軸結晶が使用されます。それらの中で、屈折ビームの1つは標準法に従い、通常と呼ばれます。 2つ目は、その屈折の特徴が通常のカノンに対応していないため、別の方法で形成され、異常と呼ばれます。

これは、図で複屈折がどのように見えるかです。

クリスタルを回転させると、通常のビームは変化せず、異常なビームは円の周りを移動します。ほとんどの場合、方解石またはアイスランドのスパーは、研究に適しているため、実験で使用されます。

ところで！ クリスタルを通して環境を見ると、すべてのオブジェクトの輪郭が2つに分割されます。

結晶を使った実験に基づく エティエンヌルイマルスは1810年に法律を制定しました 彼の名前を受け取った年。彼は、結晶に基づいて作られた偏光子を通過した後の直線偏光の明確な依存性を推測しました。結晶を通過した後のビームの強度は、入射ビームの偏光面とフィルターの間に形成される角度の正弦の2乗に比例して減少します。

ビデオレッスン：光の偏光、物理学グレード11。

光偏光の実用化

検討中の現象は、日常生活で見かけよりもはるかに頻繁に使用されています。電磁波の伝播の法則に関する知識は、さまざまな機器の作成に役立ちました。主なオプションは次のとおりです。

カメラ用の特別な偏光フィルターを使用すると、写真を撮るときにまぶしさを取り除くことができます。
この効果のあるメガネは、対向車のヘッドライトからグレアを取り除くため、ドライバーがよく使用します。その結果、ハイビームでもドライバーを眩惑させることができず、安全性が向上します。
グレアがないのは、偏光の影響によるものです。
地球物理学で使用される装置は、雲の塊の特性を研究することを可能にします。また、雲を通過するときの太陽光の偏光の特徴を研究するためにも使用されます。
偏光で宇宙星雲を撮影する特別な設備は、そこで発生する磁場の特徴を研究するのに役立ちます。
エンジニアリング業界では、いわゆる光弾性法が使用されています。これを使用すると、ノードとパーツで発生する応力パラメータを明確に決定できます。
装置使用済み劇場の風景を作成するとき、およびコンサートのデザインで。アプリケーションの別の領域は、ショーケースと展示スタンドです。
人の血中の糖度を測定する装置。それらは、偏光面の回転角を決定することによって機能します。
多くの食品業界の企業は、特定の溶液の濃度を測定できる機器を使用しています。分極特性を使用してタンパク質、糖、有機酸の含有量を制御できるデバイスもあります。
3Dシネマトグラフィーは、記事で検討されている現象を使用することで正確に機能します。

ところで！ すべての液晶モニターやテレビに馴染みのあるものも、偏光ストリームに基づいて動作します。

偏光の基本的な特徴を知ることで、周囲で発生する多くの影響を説明することができます。また、この現象は、科学、技術、医学、写真、映画、その他多くの分野で広く使用されています。