სინათლის ჩარევისა და დიფრაქციის ფენომენი ადასტურებს მის ტალღურ ბუნებას. XIX საუკუნის დასაწყისში ტ.იუნგი და ო.ფრენელი, შექმნეს სინათლის ტალღური თეორია, სინათლის ტალღებს გრძივი, ე.ი. ხმის ტალღების მსგავსი. ამისათვის მათ უნდა შემოეღოთ რაიმე ჰიპოთეტური გარემო ე.წ ეთერი, რომელშიც ხდებოდა გრძივი სინათლის ტალღების გავრცელება. იმ დროს წარმოუდგენლად ჩანდა, რომ სინათლე განივი ტალღებია, რადგან, მექანიკური ტალღების ანალოგიით, უნდა ვივარაუდოთ, რომ ეთერი არის მყარი სხეული (განივი მექანიკური ტალღები არ შეიძლება გავრცელდეს აირისებრ ან თხევად გარემოში). თუმცა, უკვე იმ დროს იყო ფაქტები, რომლებიც ეწინააღმდეგებოდა სინათლის ტალღების გრძივიობას.

ჯერ კიდევ შუა საუკუნეებში მეზღვაურებმა ისლანდიიდან ჩამოიტანეს უჩვეულო გამჭვირვალე ქვები, რომლებსაც მოგვიანებით უწოდეს ისლანდიური სპარი. მათი უჩვეულოობა იმაში მდგომარეობდა, რომ თუ რომელიმე წარწერაზე ისლანდიური სპარის ნაჭერი დაიდება, მაშინ მისი მეშვეობით წარწერა ორად იხილება.

1669 წელს დანიელმა მეცნიერმა ბართოლინმა გამოაცხადა საინტერესო შედეგები მისი ექსპერიმენტებიდან ისლანდიური სპარის კრისტალებით. ასეთ კრისტალში გავლისას სხივი ორად იყოფა (ნახ. 2.6.1). ეს სხივები დასახელებულია ჩვეულებრივი სხივიდა არაჩვეულებრივი სხივიდა თავად ფენომენი ორმხრივი შეფერხება.

ჩვეულებრივი სხივი ემორჩილება გარდატეხის ჩვეულებრივ კანონს, ხოლო არაჩვეულებრივი სხივი არ ემორჩილება ამ კანონს. სხივები ორად გაიყო მაშინაც კი, როდესაც ისინი ჩვეულებრივ ეხებოდნენ ისლანდიურ სპარის კრისტალს. თუ ბროლი ბრუნავს თავდაპირველი სხივის მიმართულების მიმართ, მაშინ ბროლის ორივე სხივი ბრუნავს. ბართოლინმა ასევე აღმოაჩინა, რომ კრისტალში არის გარკვეული მიმართულება, რომლის გასწვრივ სხივი არ იშლება. თუმცა, მან ვერ შეძლო ამ ფენომენების ახსნა.

რამდენიმე წლის შემდეგ, ბართოლინის ამ აღმოჩენამ მიიპყრო ჰაიგენსის ყურადღება, რომელმაც შემოიტანა კონცეფცია ბროლის ოპტიკური ღერძი(ბარტოლინმა ის რეალურად აღმოაჩინა).

ბროლის ოპტიკური ღერძიეწოდება შერჩეული მიმართულება კრისტალში, რომლის გასწვრივ ჩვეულებრივი და არაჩვეულებრივი სხივები განაწილების გარეშე ვრცელდება.

1809 წელს ფრანგმა ინჟინერმა ე. მალუსმა ჩაატარა ექსპერიმენტი ტურმალინის კრისტალებით (გამჭვირვალე მომწვანო კრისტალები). ამ ექსპერიმენტში სინათლე ზედიზედ გადადიოდა ორ იდენტურ ტურმალინის ფირფიტაზე. თუ მეორე ფირფიტა ბრუნავს პირველთან შედარებით, მაშინ მეორე ფირფიტაზე გამავალი სინათლის ინტენსივობა მაქსიმალური მნიშვნელობიდან ნულამდე იცვლება (ნახ. 2.6.2). სინათლის ინტენსივობის დამოკიდებულება მეკუთხიდან ჯორივე ფირფიტის ოპტიკურ ღერძებს შორის აქვს ფორმა:

(მალუსის კანონი ), (2.6.1)

სადაც მე 0 არის დაცემის სინათლის ინტენსივობა.

ბრინჯი. 2.6.3 ა. ბრინჯი. 2.6.3 ბ.

არც ორმაგი გარდატეხა და არც მალუსის კანონი არ შეიძლება აიხსნას გრძივი სინათლის ტალღების თეორიის ფარგლებში. გრძივი ტალღებისთვის სხივის გავრცელების მიმართულება არის სიმეტრიის ღერძი. გრძივი ტალღის დროს სხივის პერპენდიკულარულ სიბრტყეში ყველა მიმართულება თანაბარია.

იმის გასაგებად, თუ როგორ იქცევა განივი ტალღა, განიხილეთ ტალღა, რომელიც მიედინება ტვინის გასწვრივ ვერტიკალურ სიბრტყეში. თუ ამ ტალღის გზაზე მოთავსებულია ყუთი ვერტიკალური ჭრილით (ნახ. 2.6.3 ა), შემდეგ ტალღა თავისუფლად გადის ჭრილში. თუ ყუთში ჭრილი მდებარეობს ჰორიზონტალურად, მაშინ მასში ტალღა აღარ გადის (სურ. 2.6.3). ბ). ამ ტალღასაც ეძახიან თვითმფრინავი პოლარიზებულია, იმიტომ მასში ვიბრაცია ხდება ერთ (ვერტიკალურ) სიბრტყეში.

ისლანდიური სპარისა და ტურმალინის კრისტალებით ექსპერიმენტებმა შესაძლებელი გახადა დაემტკიცებინა, რომ სინათლის ტალღა განივია. ტ.იუნგი (1816) იყო პირველი, ვინც ვარაუდობს, რომ სინათლის ტალღები განივია. ფრენელმა, იუნგისაგან დამოუკიდებლად, ასევე წამოაყენა განივი სინათლის ტალღების ცნება, დაასაბუთა იგი მრავალი ექსპერიმენტით და შექმნა კრისტალებში სინათლის ორმხრივი შეფერხების თეორია.

XIX საუკუნის 60-იანი წლების შუა ხანებში მაქსველი მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ სინათლე ელექტრომაგნიტური ტალღაა. ეს დასკვნა გაკეთდა ელექტრომაგნიტური ტალღების გავრცელების სიჩქარის დამთხვევის საფუძველზე, რომელიც მიღებულია მაქსველის თეორიიდან, სინათლის სიჩქარის ცნობილ მნიშვნელობასთან. იმ დროისთვის, როდესაც მაქსველმა დაასკვნა, რომ ელექტრომაგნიტური ტალღები არსებობდა, სინათლის ტალღების განივი ბუნება უკვე დადასტურებული იყო ექსპერიმენტულად. ამიტომ, მაქსველს სჯეროდა, რომ ელექტრომაგნიტური ტალღების განივი შუქის ელექტრომაგნიტური ბუნების კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მტკიცებულებაა.

სინათლის ელექტრომაგნიტურ თეორიაში ასევე გაქრა სირთულეები, რომლებიც დაკავშირებულია სპეციალური ტალღის გავრცელების საშუალების, ეთერის შემოღების აუცილებლობასთან, რომელიც უნდა ჩაითვალოს მყარ სხეულად.

ელექტრომაგნიტურ ტალღაში ვექტორები და ერთმანეთის პერპენდიკულარულია და დევს ტალღის გავრცელების მიმართულების პერპენდიკულარულ სიბრტყეში. მიღებულია, რომ სიბრტყეს, რომელშიც ვექტორი რხევა, ეწოდება ვიბრაციის თვითმფრინავიდა სიბრტყე, რომელშიც ხდება ვექტორის რხევები, პოლარიზაციის სიბრტყე. ვინაიდან სინათლის მატერიასთან ურთიერთქმედების ყველა პროცესში მთავარ როლს ასრულებს ელექტრული ველის სიძლიერის ვექტორი, მას ე.წ. სინათლის ვექტორი. თუ ელექტრომაგნიტური ტალღის გავრცელებისას სინათლის ვექტორი ინარჩუნებს ორიენტაციას, ასეთ ტალღას ე.წ. ხაზოვანი პოლარიზებულიან თვითმფრინავი პოლარიზებულია.

ხაზოვანი პოლარიზებული სინათლე გამოიყოფა ლაზერებით. თუმცა, ჩვეულებრივი წყაროებიდან გამოსხივებული სინათლე (როგორიცაა მზის შუქი, ინკანდესენტური ნათურები და ა.შ.) არ არის პოლარიზებული. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ატომები ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად ასხივებენ შუქს ცალკეულ მატარებლებში. შედეგად, მიღებულ სინათლის ტალღაში ვექტორი შემთხვევით ცვლის თავის ორიენტაციას დროში, ისე რომ, საშუალოდ, რხევების ყველა მიმართულება თანაბარია.

სინათლის ტალღას, რომელშიც სინათლის ვექტორის რხევის მიმართულება დროში ქაოტურად იცვლება, ეწოდება ბუნებრივიან არაპოლარიზებული შუქი.

ბუნებრივი სინათლე, რომელიც გადის ისლანდიური სპარის ან ტურმალინის კრისტალში, პოლარიზებულია. სინათლის ორმაგი გარდატეხის ფენომენი აიხსნება იმით, რომ ბევრ კრისტალურ ნივთიერებაში რეფრაქციული ინდექსები ორი ერთმანეთის პერპენდიკულარულად პოლარიზებული ტალღისთვის განსხვავებულია. მაშასადამე, კრისტალი ორად ანაწილებს მასში გამავალ სხივებს (ნახ. 2.6.1). ბროლის გამოსავალზე ორი სხივი სწორხაზოვნად არის პოლარიზებული ორმხრივი პერპენდიკულარული მიმართულებით. კრისტალებს, რომლებშიც ორმხრივი შეფერხება ხდება, ეწოდება ანისოტროპული.

სინათლე შეიძლება გახდეს პოლარიზებული არეკვლის ან გაფანტვისას. კერძოდ, ცის ლურჯი შუქი ნაწილობრივ ან მთლიანად პოლარიზებულია. არეკლილი სინათლის პოლარიზაცია პირველად მალუსმა დააფიქსირა, როდესაც ისლანდიური სპარის კრისტალში დახედა მზის ჩასვლის ანარეკლს პარიზში, ლუქსემბურგის სასახლის ფანჯრებში. მალუსმა აღმოაჩინა, რომ არეკლილი შუქი გარკვეულწილად პოლარიზებულია. არეკლილი სხივის პოლარიზაციის ხარისხი დამოკიდებულია დაცემის კუთხეზე: ნორმალური დაცემის დროს, არეკლილი შუქი არ არის მთლიანად პოლარიზებული, ხოლო როდესაც ეცემა იმ კუთხით, რომელსაც ეწოდება სრული პოლარიზაციის კუთხე ან ბრუსტერის კუთხე, არეკლილი სხივი არის 100%. პოლარიზებული. ბრუსტერის კუთხით ასახვისას არეკლილი და გარდატეხილი სხივები ერთმანეთის პერპენდიკულარულია (ნახ. 2.5.4). არეკლილი სხივი სიბრტყით პოლარიზებულია ზედაპირის პარალელურად.

იმიტომ რომ , და , მაშინ ბრუსტერის კუთხე გვხვდება ფორმულით .

პოლარიზებული სინათლე ფართოდ გამოიყენება ტექნოლოგიის მრავალ სფეროში (მაგალითად, სინათლის გლუვი კონტროლისთვის, ელასტიური სტრესების შესასწავლად და ა.შ.). ადამიანის თვალი არ განასხვავებს სინათლის პოლარიზაციას, მაგრამ ზოგიერთი მწერის, მაგალითად ფუტკრის თვალები აღიქვამს მას.

| | | | | | 7 |

დღეს გაკვეთილზე გავეცნობით სინათლის პოლარიზაციის ფენომენს. მოდით შევისწავლოთ პოლარიზებული სინათლის თვისებები. გავეცნოთ სინათლის ტალღების განივიობის ექსპერიმენტულ მტკიცებულებას.

ინტერფერენციისა და დიფრაქციის ფენომენები ეჭვს არ ტოვებს, რომ სინათლის გავრცელება ტალღების თვისებებია. მაგრამ რა სახის ტალღები - გრძივი თუ განივი?

დიდი ხნის განმავლობაში, ტალღური ოპტიკის დამფუძნებლები, იუნგი და ფრენელი, სინათლის ტალღებს გრძივი, ანუ ხმის ტალღების მსგავსებად თვლიდნენ. იმ დროს სინათლის ტალღები ითვლებოდა ელასტიურ ტალღებად ეთერში, რომელიც ავსებს სივრცეს და აღწევს ყველა სხეულში. ასეთი ტალღები, როგორც ჩანს, არ შეიძლებოდა იყოს განივი, რადგან განივი ტალღები შეიძლება არსებობდეს მხოლოდ მყარ სხეულში. მაგრამ როგორ შეუძლიათ სხეულებს გადაადგილება მყარ ეთერში წინააღმდეგობის გარეშე? ეთერი ხომ არ უნდა აფერხებდეს სხეულების მოძრაობას. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ინერციის კანონი არ იმოქმედებს.

თუმცა თანდათან უფრო და უფრო მეტი ექსპერიმენტული ფაქტები გროვდებოდა, რომელთა ინტერპრეტაცია არანაირად არ შეიძლებოდა, სინათლის ტალღების გრძივად მიჩნევით.

ექსპერიმენტები ტურმალინთან

ახლა კი, ჩვენ დეტალურად განვიხილავთ მხოლოდ ერთ ექსპერიმენტს, ძალიან მარტივ და უკიდურესად ეფექტურს. ეს არის ექსპერიმენტი ტურმალინის კრისტალებით (გამჭვირვალე მწვანე კრისტალები).

თუ ელექტრული ნათურის ან მზის სინათლის სხივი მიმართულია ასეთ ფირფიტაზე, მაშინ ფირფიტის ბრუნვა სხივის ირგვლივ არ გამოიწვევს მასში გავლილი სინათლის ინტენსივობის ცვლილებას (ნახ. 1. ). შეიძლება იფიქროთ, რომ სინათლე მხოლოდ ნაწილობრივ შეიწოვება ტურმალინში და შეიძინა მომწვანო ფერი. სხვა არაფერი მომხდარა. მაგრამ ეს არ არის. სინათლის ტალღამ შეიძინა ახალი თვისებები.

ეს ახალი თვისებები ვლინდება, თუ სხივი იძულებულია გაიაროს წამში ზუსტად იგივე ტურმალინის კრისტალი (ნახ. 2(ა)), პირველის პარალელურად. კრისტალების ერთნაირად მიმართული ცულებით, ისევ არაფერი საინტერესო არ ხდება: სინათლის სხივი უბრალოდ კიდევ უფრო სუსტდება მეორე კრისტალში შეწოვის გამო. მაგრამ თუ მეორე კრისტალი შემოტრიალდება და პირველს უძრავად ტოვებს, მაშინ საოცარი ფენომენი გამოვლინდება - სინათლის ჩაქრობა. ღერძებს შორის კუთხე იზრდება, სინათლის ინტენსივობა მცირდება. ხოლო როცა ცულები ერთმანეთის პერპენდიკულარულია, სინათლე საერთოდ არ გადის. იგი მთლიანად შეიწოვება მეორე კრისტალით.

სინათლის ტალღას, რომელიც ირხევა გავრცელების მიმართულების პერპენდიკულარულად ყველა მიმართულებით, ეწოდება ბუნებრივი.

სინათლეს, რომელშიც სინათლის ვექტორის რხევის მიმართულებები ერთგვარად არის დალაგებული, ეწოდება პოლარიზებული.

მსუბუქი პოლარიზაცია- ეს არის ოპტიკური გამოსხივების (სინათლის) ერთ-ერთი ფუნდამენტური თვისება, რომელიც შედგება სინათლის სხივის პერპენდიკულარულ სიბრტყეში სხვადასხვა მიმართულებების უთანასწორობაში (შუქის ტალღის გავრცელების მიმართულება).

პოლარიზატორები- მოწყობილობები, რომლებიც შესაძლებელს ხდის პოლარიზებული სინათლის მიღებას.

ანალიზატორები- მოწყობილობები, რომლებითაც შეგიძლიათ გაანალიზოთ შუქი პოლარიზებულია თუ არა.

პოლარიზატორისა და ანალიზატორის მუშაობის სქემა

განივი სინათლის ტალღები

ზემოთ აღწერილი ექსპერიმენტებიდან გამომდინარეობს ორი ფაქტი:

Პირველ რიგშირომ სინათლის წყაროდან მომავალი სინათლის ტალღა სრულიად სიმეტრიულია გავრცელების მიმართულების მიმართ (პირველ ექსპერიმენტში სხივის გარშემო ბროლის ბრუნვისას ინტენსივობა არ იცვლებოდა).

მეორეცრომ პირველი კრისტალიდან გამოსულ ტალღას არ აქვს ღერძული სიმეტრია (მეორე ბროლის ბრუნვის მიხედვით სხივთან მიმართებაში მიიღება გადაცემული სინათლის ესა თუ ის ინტენსივობა).

პირველი პოლარიზატორიდან გამომავალი სინათლის ინტენსივობა:

მეორე პოლარიზატორის მეშვეობით გავლილი სინათლის ინტენსივობა:

სინათლის ინტენსივობა, რომელიც გადის ორ პოლარიზერში:

მოდით დავასკვნათ: 1. სინათლე არის განივი ტალღა. მაგრამ ჩვეულებრივი წყაროდან მოხვედრილი ტალღების სხივში არის ყველა შესაძლო მიმართულების რხევები, პერპენდიკულარული ტალღის გავრცელების მიმართულებაზე.

2. ტურმალინის კრისტალს აქვს უნარი გადასცეს სინათლის ტალღები ვიბრაციით ერთ კონკრეტულ სიბრტყეში..

სინათლის ტალღის წრფივი პოლარიზაციის მოდელი

პოლაროიდები

არა მხოლოდ ტურმალინის კრისტალებს შეუძლიათ სინათლის პოლარიზაცია. იგივე ქონება, მაგალითად, აქვთ ე.წ. პოლაროიდიარის ჰერაპატიტის კრისტალების თხელი (0,1 მმ) ფილმი, რომელიც დეპონირებულია ცელულოიდზე ან მინის ფირფიტაზე. პოლაროიდით შეგიძლიათ გააკეთოთ იგივე ექსპერიმენტები, როგორც ტურმალინის კრისტალზე. პოლაროიდების უპირატესობა ის არის, რომ თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ დიდი ზედაპირები, რომლებიც პოლარიზებენ შუქს.

პოლაროიდების მინუსი არის მეწამული ელფერი, რომელიც მათ აძლევენ თეთრ შუქს.

სინათლის დიფრაქცია და ჩარევა ადასტურებს სინათლის ტალღურ ბუნებას. მაგრამ ტალღები შეიძლება იყოს გრძივი და განივი. განიხილეთ შემდეგი გამოცდილება.

მსუბუქი პოლარიზაცია

მოდით გავავლოთ სინათლის სხივი მართკუთხა ტურმალინის ფირფიტაში, რომლის ერთ-ერთი სახე ბროლის ღერძის პარალელურია. შესამჩნევი ცვლილებები არ ყოფილა. სინათლე მხოლოდ ნაწილობრივ ჩაქრა თეფშში და შეიძინა მომწვანო ფერი.

სურათი

ახლა მას შემდეგ, რაც პირველის შემდეგ კიდევ ერთი ფირფიტა მოვათავსეთ. თუ ორივე ფირფიტის ღერძი გასწორებულია, არაფერი მოხდება. მაგრამ თუ მეორე კრისტალი ბრუნვას დაიწყებს, მაშინ შუქი ჩაქრება. როდესაც ღერძი პერპენდიკულარულია, შუქი საერთოდ არ იქნება. მას მთლიანად შეიწოვება მეორე ფირფიტა.

სურათი

მოდით გავაკეთოთ ორი დასკვნა:

1. სინათლის ტალღა სიმეტრიულია გავრცელების მიმართულების მიმართ.

2. პირველ კრისტალში გავლის შემდეგ ტალღა წყვეტს ღერძულ სიმეტრიას.

ამის ახსნა შეუძლებელია გრძივი ტალღების თვალსაზრისით. მაშასადამე, სინათლე არის განივი ტალღა. ტურმალინის კრისტალი არის პოლაროიდი. ის გადასცემს სინათლის ტალღებს, რომელთა რხევაც ხდება ერთ სიბრტყეში. ეს თვისება კარგად არის ილუსტრირებული შემდეგ ფიგურაში.

სურათი

განივი სინათლის ტალღები და სინათლის ელექტრომაგნიტური თეორია

სინათლეს, რომელიც წარმოიქმნება პოლაროიდში გავლის შემდეგ, ეწოდება სიბრტყის პოლარიზებული სინათლე. პოლარიზებულ შუქზე ვიბრაცია ხდება მხოლოდ ერთი მიმართულებით - განივი მიმართულებით.

სინათლის ელექტრომაგნიტური თეორია სათავეს იღებს მაქსველის ნაშრომში. მე-19 საუკუნის მეორე ნახევარში მაქსველმა თეორიულად დაამტკიცა ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობა, რომლებსაც შეუძლიათ ვაკუუმშიც კი გავრცელება.

და მან თქვა, რომ სინათლე ასევე ელექტრომაგნიტური ტალღაა. სინათლის ელექტრომაგნიტური თეორია ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ სინათლის სიჩქარე და ელექტრომაგნიტური ტალღების გავრცელების სიჩქარე ერთნაირია.

მე-19 საუკუნის ბოლოს საბოლოოდ დადგინდა, რომ სინათლის ტალღები წარმოიქმნება ატომებში დამუხტული ნაწილაკების მოძრაობით. ამ თეორიის აღიარებით გაქრა მანათობელი ეთერის საჭიროება, რომელშიც სინათლის ტალღები ვრცელდება. მსუბუქი ტალღებიეს არ არის მექანიკური, არამედ ელექტრომაგნიტური ტალღები.

სინათლის ტალღის რხევები შედგება ორი ვექტორის რხევებისაგან: ინტენსივობის ვექტორი და მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი. ელექტრული ველის სიძლიერის ვექტორის რხევების მიმართულებად ითვლება სინათლის ტალღების რხევების მიმართულებად.

განივი ტალღა- ტალღა, რომელიც ვრცელდება სიბრტყის პერპენდიკულარული მიმართულებით, რომელშიც რხევა გარემოს ნაწილაკები (ელასტიური ტალღის შემთხვევაში) ან რომელშიც დევს ელექტრული და მაგნიტური ველების ვექტორები (ელექტრომაგნიტური ტალღისთვის).

განივი ტალღები მოიცავს, მაგალითად, ტალღებს სიმებში ან ელასტიურ მემბრანებში, როდესაც მათში ნაწილაკების გადაადგილება ხდება მკაცრად პერპენდიკულარულად ტალღის გავრცელების მიმართულებაზე, ისევე როგორც სიბრტყე ჰომოგენური ელექტრომაგნიტური ტალღები იზოტროპულ დიელექტრიკში ან მაგნიტში; ამ შემთხვევაში განივი რხევები ხორციელდება ელექტრული და მაგნიტური ველების ვექტორებით.

განივი ტალღას აქვს პოლარიზაცია, ე.ი. მისი ამპლიტუდის ვექტორი გარკვეულწილად არის ორიენტირებული განივი სიბრტყეზე. კერძოდ, წრფივი, წრიული და ელიფსური პოლარიზაცია გამოირჩევა მრუდის ფორმის მიხედვით, რომელსაც აღწერს ამპლიტუდის ვექტორის ბოლო. განივი ტალღის ცნება, ისევე როგორც გრძივი ტალღა, გარკვეულწილად პირობითია და ასოცირდება მისი აღწერის გზასთან. ტალღის „გადინება“ და „გრძივიობა“ განისაზღვრება იმით, თუ რა სიდიდეებია რეალურად დაფიქსირებული. ამრიგად, სიბრტყე ელექტრომაგნიტური ტალღა შეიძლება აღწერილი იყოს გრძივი ჰერცის ვექტორით. რიგ შემთხვევებში, ტალღების დაყოფა გრძივი და განივი, ზოგადად კარგავს თავის მნიშვნელობას. ასე რომ, ღრმა წყლის ზედაპირზე ჰარმონიულ ტალღაში, საშუალო ნაწილაკები წრიულ მოძრაობებს აკეთებენ ვერტიკალურ სიბრტყეში, რომელიც გადის ტალღის ვექტორზე, ე.ი. ნაწილაკების რხევებს აქვთ როგორც გრძივი, ასევე განივი კომპონენტები.

1809 წელს ფრანგმა ინჟინერმა ე.მალუსმა აღმოაჩინა მისი სახელობის კანონი. მალუსის ექსპერიმენტებში სინათლე თანმიმდევრულად გადადიოდა ტურმალინის ორ იდენტურ ფირფიტაზე (მომწვანო ფერის გამჭვირვალე კრისტალური ნივთიერება). ფირფიტები შეიძლება ბრუნავდნენ ერთმანეთთან შედარებით φ კუთხით

გადაცემული სინათლის ინტენსივობა აღმოჩნდა cos2 φ-ის პირდაპირპროპორციული:

ბრუსტერის ფენომენი გამოიყენება სინათლის პოლარიზატორების შესაქმნელად, ხოლო მთლიანი შიდა ასახვის ფენომენი გამოიყენება ოპტიკური ბოჭკოს შიგნით სინათლის ტალღის სივრცითი ლოკალიზაციისთვის. ოპტიკური ბოჭკოვანი მასალის რეფრაქციული ინდექსი აღემატება გარემოს (ჰაერი) რეფრაქციულ ინდექსს, ამიტომ ბოჭკოს შიგნით სინათლის სხივი განიცდის მთლიან შიდა ასახვას ბოჭკოსა და გარემოს შორის ინტერფეისზე და ვერ სცილდება ბოჭკოს. ოპტიკური ბოჭკოების დახმარებით, სინათლის სხივი შეიძლება გაიგზავნოს სივრცის ერთი წერტილიდან მეორეზე თვითნებური მრუდი ბილიკის გასწვრივ.

დღეისათვის შეიქმნა ტექნოლოგიები კვარცის ბოჭკოების დასამზადებლად დიამეტრით, რომლებსაც პრაქტიკულად არ აქვთ შიდა და გარე დეფექტები და მათი სიძლიერე არ არის ფოლადის სიძლიერეზე ნაკლები. ამავდროულად, შესაძლებელი გახდა ბოჭკოში ელექტრომაგნიტური გამოსხივების დანაკარგების შემცირება, ვიდრე მნიშვნელობით, და ასევე მნიშვნელოვნად შემცირდა დისპერსიული. ამან შესაძლებელი გახადა 1988 წელს. ექსპლუატაციაში შევიდა ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკომუნიკაციო ხაზი, რომელიც აკავშირებდა ამერიკას ევროპასთან ატლანტის ოკეანის ფსკერზე. თანამედროვე FOCL-ებს შეუძლიათ უზრუნველყონ ინფორმაციის გადაცემის სიჩქარე ზემოთ.

ელექტრომაგნიტური ტალღის მაღალი ინტენსივობის დროს, გარემოს ოპტიკური მახასიათებლები, გარდატეხის ინდექსის ჩათვლით, წყვეტს მუდმივობას და ხდება ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ფუნქცია. ელექტრომაგნიტური ველების სუპერპოზიციის პრინციპი წყვეტს მოქმედებას და საშუალო ეწოდება არაწრფივი. კლასიკურ ფიზიკაში მოდელი გამოიყენება არაწრფივი ოპტიკური ეფექტების აღსაწერად ანჰარმონიული ოსცილატორი. ამ მოდელში ატომური ელექტრონის პოტენციური ენერგია იწერება რიგის სახით ელექტრონის x გადაადგილების სიმძლავრეებში მის წონასწორულ პოზიციასთან მიმართებაში.