偏光の現象

質問

参考書に光が横波であることは偏光の現象から証明できると
記載されているのですが、その現象とはどのようなものなのでしょうか？
検索をしてみたのですが偏光自体あまり出てこずいまいちわかりません。

どなたかわかりやすくご教授ください。
よろしくお願いします。

回答No.2

Quarks · ベストアンサー

偏光板は、添付図の「格子」のようなイメージです。

格子が、格子の面がｙ－ｚ平面で、格子の方向がｚ軸方向に平行になっているとしましょう（添付図）。
ここに、光がｘ軸方向に進んできているとします（偏光板に向かって進んできます）。
もし、光の振動が、図のｚ軸方向ならば、偏光板の格子は、振動を邪魔しませんから、光は何ごとも無かったように通り抜けることができます。
しかし、もし、光の振動方向がｙ軸方向になっていたとしたら、格子の向きと直交していますから、格子が邪魔をして、光は通り抜けることができません。
つまり、光が、横波（進行方向と、振動方向とが直交する波）だから、偏光板に進んで来た場合、
　（振動方向∥格子の方向）なら、通り抜けることができて
　（振動方向⊥格子の方向）なら、通り抜けることができない
ということになります。
もし、波の振動方向が、進行方向と平行（つまり、ｘ軸方向に平行）だったとすると、格子はこの波の通り抜けを邪魔することはありません。進行方向と、振動方向とが平行な波は『縦波』ですから、もし光が縦波なら、偏光板に当てても、まったく影響を受けないはずだということになります。
しかし、光を偏光※にして、偏光板に当てると、通り抜けられたり、遮断されたりすることが観察されますから、光は縦波ではない。当然ですが、縦波でなければ『横波』ということになります。

※　偏光：振動の方向が揃った光のことです。
光がｘ軸方向に進んできているとします。光は横波ですから、振動方向は、ｘ軸に垂直になっているはずです。ところで、ｘ軸に垂直な方向って、無数にありますよね。ｙ軸方向もｚ軸方向もそうですがもっと中途半端な方向である場合もあることでしょう。ｙ－ｚ平面に適当な線分を描けば、その線分方向に振動している光が有るようなものです。
私たちが見る光の多くは、このように、たとえ同じ方向に進んできている光であったとしても、振動方向がまちまちな光の集合なのです（『自然光』とでも言いましょうか）。しかし、このような自然光を、添付図の偏光板に通すと、透過できる光はｚ軸方向に振動する波だけで、ｙ軸方向に振動していたり、中途半端な方向に振動していた光は遮断させてしまいます。この、偏光板を透過できた波こそが、『偏光』なのです。つまり、一定の方向の振動だけの波の集団です。
偏光を作る方法としては、偏光板を通す方法の他にも、他の回答者さんも書いているように、物体の表面で反射した光は、自然光と較べると、或る方向に偏光している光の成分が多く含まれるようになりますから、広い意味での偏光といえるでしょう。ガラスの表面や水面で反射した光も偏光していますから、偏光サングラスを掛けて見ると水面での反射光を遮断できて、水の中を見透すことができるようになります。
もし、偏光板を手に入れたら、家々の屋根（斜面になっている）を偏光板を通して眺め、偏光板をｙ－ｚ平面内で回転してみて下さい。家の屋根の明るさが変化することがわかるはずです。屋根の表面で反射した光も偏光しているのです。ちなみに私たち（ヒト）は、肉眼では、偏光と、そうでない光とを識別することができません。

お礼

現時点では感覚的にですがようやく意味合いがわかりました！
だから音が縦波で光は横波なのですね、
お二人ともお忙しい中、ご丁寧にありがとうございました＾＾

回答No.1

doc_monday

光は二つの電場、二つの磁場からできています。
超簡単には二枚のねじれの位置に置いたガラス板に反射する景色を見ると景色は消えてしまいます。
鏡ではだめです、全反射してしまうので。
ガラス板の表面(表でも裏でも良い）で反射された景色を見てください。
なおガラス板は互いに垂直でなくてもかまいません。