Поперечність світлових хвиль
Поперечна хвиля - хвиля, що розповсюджується в напрямку, перпендикулярному до площини, в якій відбуваються коливання частинок середовища (у разі пружною хвилі) або в якій лежать вектори електричного і магнітного поля (для електромагнітної хвилі).
До поперечних хвилях відносять, наприклад, хвилі в струнах або пружних мембранах, коли зміщення частинок в них відбуваються строго перпендикулярно напрямку поширення хвиль, а також плоскі однорідні електромагнітні хвилі в ізотропному діелектрику або магнетику; в цьому випадку поперечні коливання здійснюють вектори електричного і магнітного полів.
Поперечна хвиля володіє поляризацією, тобто вектор її амплітуди певним чином орієнтований в поперечній площині. Зокрема, розрізняють лінійну, кругову і еліптичну поляризації в залежності від форми кривої, яку описує кінець вектора амплітуди. Поняття поперечної хвилі так само, як і поздовжньої хвилі, до деякої міри умовно і пов'язане зі способом її опису. "Поперечність" і "поздовжніх" хвилі визначаються тим, які величини реально спостерігаються. Так, плоска електромагнітна хвиля може описуватися поздовжнім Герца вектором. У ряді випадків поділ хвиль на поздовжні і поперечні взагалі втрачає сенс. Так, в гармонійної хвилі на поверхні глибокої води частинки середовища здійснюють кругові рухи у вертикальній площині, що проходить через хвильовий вектор. тобто коливання частинок мають як поздовжню, так і поперечну складові.
У 1809 році французький інженер Е. Малюс відкрив закон, названий його ім'ям. У дослідах Малюса світло послідовно пропускався через дві однакові пластинки з турмаліну (прозоре кристалічна речовина зеленого забарвлення). Пластинки могли повертатися одна відносно іншої на кут # 966;
Інтенсивність минулого світла виявилася прямо пропорційною cos2 # 966 ;:
Явище Брюстера використовується для створення поляризаторів світла, а явище повного внутрішнього відображення - для просторової локалізації світлової хвилі всередині оптичного волокна. Показник заломлення матеріалу оптичного волокна перевищує показник заломлення навколишнього середовища (повітря), тому світловий промінь всередині волокна відчуває на поверхні розділу волокно - середовище повне внутрішнє віддзеркалення і не може вийти за межі волокна. За допомогою оптичного волокна можна послати промінь світла з однієї точки простору в іншу по довільній криволінійній траєкторії.
В даний час створені технології виготовлення кварцових волокон діаметром. які практично не мають внутрішніх і зовнішніх дефектів, а їх міцність не менше міцності сталі. При цьому вдалося знизити втрати електромагнітного випромінювання в волокні до величини менш. а також істотно зменшити дисперсію. Це дозволило в 1988 р. ввести в експлуатацію волоконно-оптичну лінію зв'язку, що з'єднала по дну Атлантичного океану Америку з Європою. Сучасні ВОЛЗ здатні забезпечити швидкість передачі інформації згори.
При великій інтенсивності електромагнітної хвилі оптичні характеристики середовища, включаючи показник заломлення, перестають бути постійними і стають функціями електромагнітного випромінювання. Принцип суперпозиції для електромагнітних полів перестає виконуватися, і середовище називається нелінійної. У класичній фізиці для опису нелінійних оптичних ефектів використовується модель ангармонічного осцилятора. У цій моделі потенційну енергію атомного електрона записують у вигляді ряду за ступенями зміщення x електрона щодо його положення рівноваги