Поляризованный свет

[exitone]

Свет, который приходит к нам от солнца, изначально не имеет поляризации. Но отразившись, например, от крыши автомобиля приобретает линейную. Наблюдал в солнечный день в через очки с поляризацией, сделанные для альпинистов. Отразившись от снега, свет опять же обретает поляризацию.

В оптике это называется Законом Брюстера, вроде как. Каково микроскопическое обоснование эффекта?

[Munin]

Зачем вам микроскопическое? Рассмотрите просто косое падение электромагнитной волны на границу раздела двух сред с разной $\varepsilon.$ Различия $\mu$ играют в оптике исчезающую роль.

-- 21.01.2014 22:45:16 --

Волну считать плоской.

-- 21.01.2014 22:45:42 --

Учесть и отражённую, и преломлённую.

[Ms-dos4]

С микроскопической точки зрения (упрощённо, конечно) дело обстоит так:
атомы в поле волны приобретают дипольные моменты (меняющиеся во времени) и излучают как (точечные) диполи. Осталось лишь вспомнить как они излучают и...

[Munin]

Ms-dos4
Зачем? Это же сильно усложняет задачу. Посчитать интерференцию от всех атомов :-) ...

-- 21.01.2014 22:51:35 --

Угол Брюстера имеет объяснение на уровне выше микроскопического. И там его и надо брать. А углубление с этого уровня вниз - блажь.

[Ms-dos4]

Munin
Никто и не спорит, что из формул Френеля всё вытащить много проще, но собственно, понять почему отражённый свет будет линейно поляризован (вообще говоря это тоже только приближённо) перпендикулярно плоскости падения можно и из "осцилляторной" модели. ТС же не спрашивал конкретно вывод именно угла Брюстера, а лишь обоснование поляризации.

[Munin]

Ms-dos4 в сообщении #817638 писал(а):

Никто и не спорит, что из формул Френеля всё вытащить много проще, но собственно, понять почему отражённый свет будет линейно поляризован (вообще говоря это тоже только приближённо) перпендикулярно плоскости падения можно и из "осцилляторной" модели.

Фиг тебе. Если считать атом осциллятором, то откуда он знает, как расположена плоскость раздела сред?

[Ms-dos4]

Munin
Дело в том, что когда угол между отражённым и преломлённым лучом составляет $\[\frac{\pi }{2}\]$, то ясно, что его дадут только колебания электронов, перпендикулярные плоскости падения, следственно и отражённый луч будет так поляризован (а если падающий луч не может их вызвать, т.е. он поляризован в плоскости падения, то и отражённого луча не будет).

[Munin]

Ms-dos4 в сообщении #817781 писал(а):

Дело в том, что когда угол между отражённым и преломлённым лучом составляет $\[\frac{\pi }{2}\]$, то ясно, что его дадут только колебания электронов, перпендикулярные плоскости падения

А мне не ясно.

[Ms-dos4]

Munin
"Направление" колебаний электронов совпадает с направлением вектора $\[\vec E\]$ у преломлённой волны, а колеблющийся электрон не излучает по направлению своих колебаний (максимум излучения - как раз под $\[\frac{\pi }{2}\]$). Далее то, что я уже написал.

[Munin]

Ms-dos4 в сообщении #817931 писал(а):

"Направление" колебаний электронов совпадает с направлением вектора $\[\vec E\]$ у преломлённой волны

Этапачимуэто?

[Ms-dos4]

В осцилляторной модели $\[\ddot \vec r + \omega _0^2\vec r = \frac{e}{m}\vec E\]$ (поглощения света нет), $\[\vec E = \vec A{e^{i(\omega t - (\vec k,\vec r))}}\]$ (плоская монохроматическая волна). Если амплитуда колебаний электрона существенно меньше длины волны $\[\left| {{{\vec r}_{\max }}} \right| \ll \lambda \]$, то уравнение становится весьма простым и вынужденные колебания $\[\vec r = \frac{e}{m}\frac{1}{{\omega _0^2 - {\omega ^2}}}\vec E\]$.

[Munin]

Ну да. Но вот какая здесь волна - падающая или сумма всех трёх - требует отдельного чесания в затылке. Но я не могу себе представить варианта, в котором $\mathbf{E}$ будет чисто и только преломлённой. Это как-то непричиннно, вы не находите?

[Ms-dos4]

А падающая и отражённая волна не влияют, т.к. не распространяются в преломляющей среде (исключение - поверхностный слой, а вот как раз его учёт приводит к тому, что поляризация отражённого луча будет "слабоэллиптической", а не линейной).

[Munin]

Наконец-то начинаю понимать вашу логику. Да, можно и так рассуждать.

[lucien]

Данное микроскопическое обьяснение угла Брюстера довольно известное, можно прочитать например в весьма авторитетном источнике -
Борн, Вольф 'Основы оптики', п. 1.5.3.