7. luento, 2.3.

Tänään yleistettiin viime kerran heijastusongelma siihen tilanteeseen, jossa tasoaalto osuu kahden aineen rajapintaan vinosti. Ja lopputulos, heijastuskertoimen osalta ainakin, on helppo muistaa: se on yhä impedanssien erotus jaettuna niiden summalla; nyt vain on impedanssit tulkittava “poikittaisimpedansseina”.

Eli riippuen polarisaatiosta, aaltoimpedanssi “eetta” joko jaetaan tai kerrotaan kosini-theettalla: yhdensuuntaispolarisaation tapauksessa kerrotaan, kohtisuorapolarisaatiolle jaetaan. (Siis se muistisääntöni: “kohtisuora niin kuin kosini, paitsi juuri päinvastoin”.)

Niin, nämä kaksi lineaarista polarisaatiota ovat ns. ominaispolarisaatioita, eli ne säilyvät heijastuksessa (ja läpäisyssä). Mutta jos tuleva aalto on vaikkapa ympyräpolarisoitunut, ei heijastunut aalto enää sitä ole vaan yleisessä tapauksessa elliptisesti polarisoitunut.

Muistakaa siis, että kohtisuorapolarisaatiolla aallon sähkökenttä on kohtisuorassa tulotasoa vastaan (pinnan normaalin ja tulevan säteen muodostamaa tasoa); yhdensuuntaispolarisaatio on siinä tasossa.

Analyysin sivutuotteena tuli vahvoja tuloksia:

  1. Tulokulma on yhtä suuri kuin heijastuskulma.
  2. Snellin laki, eli taitekulman voi laskea yksinkertaisesti aineparametreista ja tulokulmasta.

Tarkasteltiin vielä heijastusta dielektrisestä rajapinnasta. Huomattiin, että yhdensuuntaispolarisaatiolla on yksi tulokulma, jolloin heijastunut aalto häviää kokonaan! Sitä kutsutaan Brewsterin kulmaksi. Saatiin se demonstroiduksi vedenpinnasta syntyvälle valoheijastukselle, kun salin seinälle kuvastuvan heijastuksen keilassa pyöritettiin polarisaatiolevyä. Se tummeni ja vaaleni kierrettäessä, ts. sen läpi tuleva valo oli polarisoitunutta.

Ylimääräinen kotitehtävä (vapaaehtoinen toki) seuraavalle luennolle: katsokaa maailmaa polaroid-linssien läpi. Minkälaisista paikoista löytyy polarisoitunutta valoa?