Рассмотрим хорошо известную демонстрацию дифракции на сужающейся щели. (См., например, демонстрацию Уолтера Левина на 30-й минуте этой лекции в Массачусетском технологическом институте)
По моему (возможно, ошибочному) пониманию, свет, выходящий после щели, становится существенно тоньше, чем поляризована одна длина волны.
Казалось бы, это означает, что свет перпендикулярной поляризации не будет пропускаться, что предполагает довольно существенное и резкое различие результатов эксперимента с параллельным и перпендикулярно поляризованным светом. То есть вместо того, чтобы распространяться, свет, поляризованный в неправильном направлении, по существу просто закрывался бы, когда щель сужается ниже одной длины волны. Это правда?
Во-первых, я просто хочу исправить небольшое недоразумение. Во всяком случае, свету с его электрическим полем, колеблющимся в плоскости, параллельной щели, было бы труднее распространяться, да и то только при определенных обстоятельствах. Лучший способ объяснить это — на мгновение проигнорировать описанный вами эксперимент и рассмотреть простой поляризационный фильтр.
Самый простой тип поляризационного фильтра — это простой массив близко расположенных параллельных проводящих проводов. Такой фильтр блокирует свет, поляризованный параллельно проводам. Почему? Поскольку поле E от этого света параллельно проводам, оно может индуцировать токи, которые поглощают энергию бегущего электромагнитного излучения. Перпендикулярно поляризованный свет не индуцирует такие токи и поэтому легче проходит.
Теперь, возвращаясь к вашему вопросу. Если бы щель была вырезана в проводящем материале, а ширина щели была бы порядка длины волны, то действительно могло бы быть пониженное пропускание света, поляризованного параллельно длинной оси щели, потому что, в грубом приближении, края щель будет действовать как проводящие провода, которые я описал ранее. Однако , хотя проходящий свет, возможно, будет более тусклым, форма результирующей дифракционной картины должна оставаться неизменной.
Конечно, все это спорно, если щели вырезаны в непроводящем материале. В любом случае, единственное изменение будет в интенсивности узора. Вам решать, считаете ли вы эту разницу «существенной и существенной разницей в результатах эксперимента».
Я пытался сделать это комментарием, но у меня не получилось. Я не знаю почему.
@Colin K Спасибо за ваш ответ, хотя я не уверен, что понимаю, что вы говорите. Фильтр из параллельно проводящих проводов был именно тем, о чем я думал. Давайте рассмотрим случай, когда провода расположены на расстоянии одной десятой (или меньше) длины волны друг от друга. Я ожидаю, что этот фильтр пропускает перпендикулярно поляризованный свет и отражает параллельно поляризованный свет.
Теперь рассмотрим щель, вырезанную из проводящего материала того же размера и формы, что и пространство между двумя проводами в приведенном выше фильтре. Я ожидаю, что эта щель снова будет отражать параллельно поляризованный свет и пропускать перпендикулярно поляризованный свет. Кроме того, прошедший свет будет «претерпевать дифракцию» и значительно рассеиваться. Вы согласны?
Если нет, укажите, в чем именно вы не согласны.
Спасибо. Джим Грабер
Между прочим, мое первое предположение состоит в том, что фильтр с множеством проводов будет иметь гораздо меньший, может быть, даже незначительный угол дифракции, угол, основанный на ширине всего фильтра, а не на ширине одной щели.
датанвольф
Колин К.
Карл Браннен