Зонная пластинка сделана из поляроида. Во всех четных зонах поляроид ориентирован вертикально, во всех нечетных - горизонтально. Какова будет интенсивность света в основном фокусе пластинки, если она освещается неполяризованным светом?
Для того чтобы понять, как будет изменяться интенсивность света в основном фокусе пластинки, когда она освещается неполяризованным светом, давайте разберемся в процессе пропускания света через поляроид.
Поляроид является оптическим элементом, который пропускает только свет, электрический вектор колебания которого ориентирован в определенном направлении. В нашем случае, поляроид содержит четные и нечетные зоны, в которых ориентация поляроида вертикальная и горизонтальная соответственно.
Вступая в поляроид, неполяризованный свет имеет колебания со случайной ориентацией. При прохождении через поляроид, часть света будет поглощаться и проходить, а часть будет отражаться или проходить только со сниженной интенсивностью, в зависимости от ориентации поляроида и направления колебаний света.
В четных зонах поляроида с вертикальной ориентацией, свет с горизонтальными колебаниями будет поглощаться, а свет с вертикальными колебаниями будет проходить без изменений. В нечетных зонах с горизонтальной ориентацией, будет происходить противоположный эффект: свет с вертикальными колебаниями будет поглощаться, а свет с горизонтальными колебаниями будет проходить.
Итак, когда неполяризованный свет попадает на зонную пластинку, свет, колебания которого соответствуют вертикальной ориентации поляроида, будет проходить по четным зонам и не будет поглощаться, тогда как свет с горизонтальными колебаниями будет поглощаться в нечетных зонах. В результате интенсивность света будет уменьшаться.
Интенсивность света в основном фокусе пластинки можно рассчитать по формуле:
I_осн = I_вх * cos^2(α),
где I_осн - интенсивность света в основном фокусе, I_вх - интенсивность входного (начального) света и α - угол между плоскостью колебаний и плоскостью поляризации.
Так как неполяризованный свет приходит со случайной ориентацией, то в среднем значение угла α будет равно 45 градусам (или π/4 радиан).
Для того чтобы понять, как будет изменяться интенсивность света в основном фокусе пластинки, когда она освещается неполяризованным светом, давайте разберемся в процессе пропускания света через поляроид.
Поляроид является оптическим элементом, который пропускает только свет, электрический вектор колебания которого ориентирован в определенном направлении. В нашем случае, поляроид содержит четные и нечетные зоны, в которых ориентация поляроида вертикальная и горизонтальная соответственно.
Вступая в поляроид, неполяризованный свет имеет колебания со случайной ориентацией. При прохождении через поляроид, часть света будет поглощаться и проходить, а часть будет отражаться или проходить только со сниженной интенсивностью, в зависимости от ориентации поляроида и направления колебаний света.
В четных зонах поляроида с вертикальной ориентацией, свет с горизонтальными колебаниями будет поглощаться, а свет с вертикальными колебаниями будет проходить без изменений. В нечетных зонах с горизонтальной ориентацией, будет происходить противоположный эффект: свет с вертикальными колебаниями будет поглощаться, а свет с горизонтальными колебаниями будет проходить.
Итак, когда неполяризованный свет попадает на зонную пластинку, свет, колебания которого соответствуют вертикальной ориентации поляроида, будет проходить по четным зонам и не будет поглощаться, тогда как свет с горизонтальными колебаниями будет поглощаться в нечетных зонах. В результате интенсивность света будет уменьшаться.
Интенсивность света в основном фокусе пластинки можно рассчитать по формуле:
I_осн = I_вх * cos^2(α),
где I_осн - интенсивность света в основном фокусе, I_вх - интенсивность входного (начального) света и α - угол между плоскостью колебаний и плоскостью поляризации.
Так как неполяризованный свет приходит со случайной ориентацией, то в среднем значение угла α будет равно 45 градусам (или π/4 радиан).
Подставляя значения в формулу, получаем:
I_осн = I_вх * cos^2(π/4) = I_вх * (1/2)^2 = I_вх * 1/4.
Таким образом, интенсивность света в основном фокусе пластинки, освещенной неполяризованным светом, будет равна 1/4 от исходной интенсивности света.
Надеюсь, что ответ был понятен и информативен для вас. Если у вас есть ещё какие-либо вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их!