Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
В квантовой электродинамике с П. с. связывают спиновое состояние фотонов, образующих световой пучок. Так, право- или лево циркулярно поляризованный свет соответствует потоку фотонов с проекцией спина на ваправление распространения (спнральностью) -|- 1 или •"¦1. Эллиптически поляризованному свету соответствует суперпозиция спиновых состояний эл.-маги, поля
(см. Интерференция состояний). Каждый из циркулярно поляризованных фотонов несёт момент нмпульса, равный ± Я, что проявляется как в классических, так и в квантовых эффектах взаимодействия света с веществом (напр., в Садовского эффекте).
Особенности элементарного акта излучения, а также множество физ. процессов, нарушающих осевую симметрию светового пучка, приводят к тому, что свет всегда частично поляризован. П, с. может возникать прн отражении и преломлении света на границе раздела двух изотропных сред с разл. показателями преломления в результате различия оптич. характеристик границы для компонент, поляризованных параллельно н перпендикулярно плоскости падения (CM. Френеля формулы). Свет может поляризоваться либо при прохождении через анизотропную среду (с естеств, илн индуцированной оптнч, анизотропией), лнбо вследствие разных коэф. поглощения для разл. поляризаций (см. Дихроизм), лкбо вследствие двойного лучепреломления. П. с. возникает при рассеянии света, при оптич. возбуждении резонансного свечения в парах, жидкостях и твёрдых телах. Обычно полностью поляризовано излучение лазеров. В сильных электрнч. и магн. полях наблюдается полная поляризация компонент расщепления спектральных линий поглощения и люминесценции газообразных и конденсиров. сред (см. Электрооптика, Магнитооптика).
Нек-рые из этих эффектов лежат в основе простейших полярнзац. приборов — поляризаторов, фазовых пластинок, компенсаторов оптических, деполяризаторов н т. д., с помощью к-рых осуществляется создание, преобразование н анализ состояния П. с. Изменение состояния П. с. в результате прохождения через дву-преломляющую среду лежит в основе изучения ОПТИЧ. анизотропии и ристал лов. При визуальных исследованиях оптически анизотропных сред используется эф' фект хроматнч, поляризации — окрашивания поляри-зов. пучка белого света в результате прохождения через анизотропный кристалл и анализатор.
Полярнзов. свет служит не только как зонд оптич. анизотропии среды, но и как возмущение, инициирующее анизотропию. Большинство такого рода эффектов относится к нелинейной оптике. Вне зависимости от механизма эффекта характер оптически нндуцнруемой анизотропии определяется типом П. с. Так, циркулярно поляризованный свет способен инициировать в среде циркулярную анизотропию и, в частности, вызвать появление аксиального веитора намагниченности (см., напр., Оптическая ориентация), а линейно поляризованный свет индуцирует линейную анизотропию (выстраивание, оптический Керра эффект).
П. с. и особенности взаимодействия поляризов. света с веществом широко применяются в исследованиях кристаллохнм. и маги, структуры твёрдых тел, оптич. свойств кристаллов, природы состояний, ответственных за оптич. переходы, структуры бнол. объектов, характера поведения газообразных, жидких и твёрдых тел в полях анизотропных возмущений, а также для получения информации о труднодоступных объектах (напр., в астрофизике). Полярнзов. свет используется во мн. областях техники: для плавной регулировки интенсивности светового пучка, при исследовании напряжений 8 прозрачных средах (поляризационно-оптический метод), при создании светофильтров, модуляторов излучения и пр.
Лит.: Ахиезер А. И., Верестецкый В. Б., Квантовая электродинамика, 4 изд., М., 1981; Феофи-л о в П. П., Поляризованная люминесценция атомов, молекул и кристаллов, М., 1959; Шерклифф У., Поляризованный свет, пер. с англ., М., 1965; Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973; Джеррард А., Берч Д ж. М., Введение в матричную оптику, пер. с англ., М., 1978; Аззам Р., Башара H., Эллипсометрия и поляризованные свет, пер. с англ., М., 1981. В. С. Запасский.
ПОЛЯРИЗАЦИЯ ЧАСТИЦ — характеристика состояния частиц, связанная с наличием у них собств. момента нмпульса — спина и его направлением в прост-
ПОЛЯРИЗАЦИЯ
ПОЛЯРИЗОВАННАЯ
ранстве. Понятие поляризации света связано с поляризацией «частиц света» — фотонов.
Частица с ненулевой массой покоя (электрон, ядро и др.) и спином S (в единицах Н) имеет 25 -f- 1 квантовых состояний, отвечающих разл. значенням проекции спина на нек-рое направление. Состояние частицы представляет собой суперпозицию этих состояний. Если коэф. суперпозиции (см. Суперпозиции состояний принцип) полностью определены {чистое состояние), то говорят, что частнЦа полностью поляризована. Если коэф. суперпозиции определены не полностью, а заданы только нек-рымн статистич. характеристиками (смешанное состояние), то говорят о частичной поляризации. В частности, частица может быть полностью не-поляризованной, это означает, что её свойства одинаковы по всем направлениям, как у частицы с S = 0. В общем случае П. ч.' определяет степень симметрии (илн асимметрии) свойств частицы в пространстве. Частица наз. поляризованной, если характеристика её симметрии включает винтовую ось (как у вращающегося твёрдого тела или у циркулярно поляризованного света; см. Выстраивание). Если такой оси нет, но иет и сферич. симметрии, то говорят о выстроенности (пример — лниейно поляризованный свет). П. ч. определяется в общем случае числом параметров, равным (2S -)- I)2 — 1. Частица с нулевой массой покоя, напр, фотон, обладает только двумя состояниями, определяемыми спином, а её поляризация в общем случае определяется тремя параметрами. в¦ в- Берестецкий.
