Поляризация электромагнитных волн

Выше было показано, что вектора ноля и электромаг­нитной волны в изотропной среде ориентированы друг относи­тельно друга под прямым углом и лежат в плоскости, перпенди­кулярной направлению распространения волны. Их ориентация и поведение в пространстве могут быть различными и определя­ются поляризационной характеристикой электромагнитной волны.

Для описания поляризационной характеристики поля вводят понятие плоскости поляризации электромагнитной волны. За эту плоскость условно принята плоскость, проходящая через на­правление векторов и . Вектор называют вектором поляризации. Классификацию электромагнитного поля по поляри­зационным характеристикам проводят следующим образом. Разли­чают:

1. Поле линейной поляризации или линейно - поляризованную волну. Такая волна характеризуется постоянным положением пло­скости поляризации: В зависимости от ориентации этой плоскос­ти относительно выбранной системы координат линейную поляри­зацию подразделяют: на вертикальную, горизонтальную и на­клонную.

2. Поле круговой поляризации - это поле, для которого плоскость поляризации вращается вокруг оси распростране­ния волны с круговой частотой сигнала, а вектор при этом описывает своим концом окружность. Различают круговую поляри­зацию правого и левого вращения.

3. Наиболее общий случай - поле эллиптической поляри­зации.

Поле любой поляризации может быть получено врезультате суперпозиции двух полей со взаимно ортогональной линейной поляризацией.

Запишем электрическую составляющую двух линейно поляри­зованных волн с ортогональными векторами поляризации:

(40)

В зависимости от отношения амплитуд и фаз и суперпозиция этих полей дает любой из названных видов поля­ризации. Так, полю линейной поляризации соответствует в (40) разность фаз где При этом тангенс угла наклона плоскости поляризации . Круговая поляризация получится, если , а .

Для тангенса угла наклона плоскости поляризации , т.е. угол наклона плоскости поля­ризации изменяется с частотой , а амплитуда вектора ре­зультирующего поля будет постоянной:

Таким образом, конец вектора Ев процессе распространения описывает окружность. Направление вращения определяется зна­ком перед углом , и зависит от значения . Любое другое отношение амплитуд и фаз двух исходных полей дает поле эл­липтической поляризации.

Падение волны на границу раздела двух сред. законы Снеллиуса, коэфф. преломл, коэфф. отражения, коэфф. передачи.Нормальное падение волны на границу раздела сред, падение плоской волны на границу с поглощающей средой.