Словарь (стр. 48 )

Рис. 5. Двухлучевые поляризац. призмы: а — призма Рошона; б — призма Сенармона; в — призма Волластона. Штриховка указывает направление оптич. осей кристаллов в плоскости рисунка.

В П. п. Рошона и Сенармона обыкновенный луч не меняет своего направления, а необыкновенный отклоняется на угол θ (5—6°), зависящий от длины волны света. П. п. Волластона даёт при пер­пендикулярном падении симметрич­ное отклонение o и e лучей. П. п. не­заменимы при работе в УФ области спектра и в мощных потоках оптич. излучения и позволяют получать од­нородно поляризованные пучки, сте­пень поляризации к-рых лишь на ~10-5 отличается от 1.

• См. лит. при ст. Поляризационные при­боры. Поляризация света.

.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ ВАКУУМА, специфич. релятивистское квант. явление, заключающееся, в узком смысле сло­ва, в рождении виртуальных пар за­ряж. частиц-античастиц (напр., пар электрон-позитрон) из вакуума под влиянием заряж. ч-цы, приводящее к частичной экранировке её заряда (см. Вакуум физический). Этот эффект ана­логичен поляризации диэлектрич. сре­ды внесённым в неё зарядом, что и обусловило назв. явления.

В широком смысле слова П. в.— процессы рождения и поглощения вир­туальных ч-ц, сопровождающие дви­жение физ. ч-цы; в этом смысле П. в, ответственна как за радиационные по­правки к квантовомеханич. эффектам, так и за существование нек-рых квантовополевых эффектов, напр. за вз-ст­вие нейтральных ч-ц с эл.-магн. полем. См. Квантовая теория поля, Квантовая электродинамика.

.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА, физ. ха­рактеристика оптич. излучения, опи­сывающая поперечную анизотропию световых волн, т. е. неэквивалент­ность разл. направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу. Первые указания на поперечную ани­зотропию светового луча были полу­чены голл. учёным X. Гюйгенсом в 1690 при опытах с кристаллами исл. шпата. Понятие «П. с.» было введено в оптику англ. учёным И. Ньютоном в 1704—06. Существ. значение для по­нимания П. с. имело её проявление в эффектах интерференции света и, в частности, тот факт, что два световых луча с взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации непосред­ственно не интерферируют. П. с. на­шла естеств. объяснение в эл.-магн. теории света англ. физика Дж. К. Макс­велла (1865—73).

Поперечность эл.-магн. волн лишает волну осевой симметрии относительно направления распространения из-за наличия выделенных направлений (вектора Е — напряжённости элект­рич. поля и вектора Н — напряжён­ности магн. поля) в плоскости, пер­пендикулярной направлению распро­странения. Поскольку векторы Е и Н эл.-магн. волны перпендикулярны друг другу, для полного описания состояния поляризации светового пуч­ка требуется знание поведения лишь одного из них. Обычно для этой цели

выбирается вектор Е (см. Плоскость поляризации).

Свет, испускаемый к.-л. отдельно взятым элементарным излучателем (атомом, молекулой), в каждом акте излучения всегда поляризован. Но макроскопич. источники света состоят из огромного числа таких частиц-излу­чателей; пространств. ориентации век­торов Е и моменты актов испускания света отд. ч-цами в большинстве слу­чаев распределены хаотически. По­этому в общем излучении направление Е в каждый момент времени непред­сказуемо. Подобное излучение наз. н е п о л я р и з о в а н н ы м, или естественным светом.

Свет наз. п о л н о с т ь ю п о л я р и з о в а н н ы м, если две взаимно перпендикулярные компоненты (про­екции) вектора Е светового пучка со­вершают колебания с постоянной во времени разностью фаз. Обычно со­стояние П. с. изображается с по­мощью эллипса поляризации — проек­ции траектории конца вектора Е на плоскость, перпендикулярную лучу(рис.).

Примеры разл. поляризаций светового луча при разл. разностях фаз между взаимно перпендикулярными компонентами Ех и Еу, Плоскость рисунков перпендикулярна на­правлению распространения света. а и д — линейные поляризации; в — круговая поля­ризация; б, г и е — эллиптич. поляризации. Рисунки соответствуют положит. разностям фаз 6 (опережению вертик. колебаний по сравнению с горизонтальными). λ — длина волны света.

Проекционная картина полно­стью поляризованного света в общем случае имеет вид эллипса с правым или левым направлением вращения вектора Е во времени (рис., б, г, е). Такой свет наз. э л л и п т и ч е с к и п о л я р и з о в а н н ы м. Наиболь­ший интерес представляют предель­ные случаи эллиптич. поляризации — л и н е й н а я, когда эллипс поляри­зации вырождается в отрезок прямой линии (рис., а, д), определяющий положение плоскости поляризации, и циркулярная (или круговая), когда эллипс поляризации представ­ляет собой окружность (рис., в). В первом случае свет называется п л о с к о - или линейно п о л я р и з о в а н н ы м, а во втором — п р а в о - или

л е в о-ц и р к у л я р н о п о л я р и з о в а н н ы м в зависимости от направления вращения вектора Е. Если фазовое соотношение между компонентами вектора Е изменяется за времена существенно меньшие вре­мени измерения состояния поляриза­ции, то свет проявляется как не пол-

575

ностью поляризованный. Состояние поляризации ч а с т и ч н о п о л я р и з о в а н н о г о с в е т а описы­вается параметром степени п о л я р и з а ц и и, отражающим сте­пень преимуществ. фазового сдвига (фазовой корреляции) между компо­нентами вектора Е световой волны. Если этот фазовый сдвиг равен нулю, то свет обнаруживает преимуществ. плоскость колебаний вектора Е и наз. частично л и н е й н о п о л я р и з о в а н в ы м, если же этот фа­зовый сдвиг равен π/2, то свет обнару­живает преимуществ. направление вращения вектора Е и наз. ч а с т и ч н о ц и р к у л я р н о п о л я р и з о в а н н ы м. Естеств. свет не об­наруживает фазовой корреляции меж­ду компонентами вектора Е, разность фаз между ними непрерывно хаотиче­ски меняется. Параметр степени поля­ризации света, определяемый как от­ношение разности интенсивностей двух выделенных ортогональных поляри­заций к их сумме, может меняться в диапазоне от 0 до 100%. Следует от­метить, что свет, проявляющийся в одних случаях как неполяризованный, в других может оказаться полностью поляризованным с меняющимся во времени, по сечению пучка или по спектру состоянием поляризации.

В квантовой оптике, где эл.-магн. излучение рассматривается как поток фотонов, с П. с. связывают одинако­вое спиновое состояние всех фотонов, образующих световой пучок. Так, фо­тоны с круговой поляризацией (правой или левой) обладают моментом, рав­ным ±ћ. Эллиптически-поляризованвый свет описывается соответствующей суперпозицией этих состояний.

Особенности элементарного акта из­лучения, а также множество физ. процессов, нарушающих осевую сим­метрию светового пучка, приводят к тому, что свет всегда частично поля­ризован. Поляризованный свет может возникать при отражении света и преломлении света на границе раздела двух сред в результате различия оп­тич. хар-к границы для компонент, поляризованных параллельно и пер­пендикулярно плоскости падения (см. Брюстера закон). Свет может поляри­зоваться при прохождении через ани­зотропную среду (с естеств. или индуцир. оптической анизотропией) либо в результате различия коэфф. поглоще­ния для разл. поляризаций (см. Ди­хроизм), либо вследствие двойного лу­чепреломления. П. с. возникает при рассеянии света, при оптич. возбужде­нии резонансного излучения в парах, жидкостях и тв. телах (см. Люминес­ценция). Обычно полностью поляри­зовано излучение лазеров. В сильных магн. и электрич. полях наблюдается полная поляризация компонент рас­щепления спектр. линий поглощения и люминесценции газообразных и конденсированных систем (см. Магнито­оптика, Электрооптика).