В чем суть закона Малюса
Закон Малюса и поляризация света
Закон Малюса является основополагающим законом, который описывает зависимость между интенсивностью естественного света и интенсивностью линейной поляризованной световой волны, прошедшей через специальные поляроиды. Для создания таких поляроидов используются кристаллы турмалина.
Свет представляет собой поперечную электромагнитную волну, векторы электрического и магнитного полей которой осуществляют колебания в плоскостях, перпендикулярных плоскости вектора распространения волны. Если эти колебания происходят по всем направлениям, свет называется неполяризованным или естественным. Такой свет излучается Солнцем и другими источниками света.
Однако, при прохождении световой волны через определенные вещества, возникает поляризованный свет, в котором вектор электрического поля совершает колебания только в одной плоскости. Эта плоскость перпендикулярна плоскости колебаний магнитного вектора и вектора направления распространения. Такой свет называется линейно- или плоскополяризованным.
Закон Малюса и его открытие
Инженер Этьенн Малюс, в 1809 году, открыл интересное свойство плоскополяризованного света. Для своих опытов он использовал две пластинки из кристалла турмалина. Он разместил источник света и эти две пластинки на оптической скамье, так чтобы можно было изменять угол между ними - угол, образованный плоскостями поляризации.
Первая пластинка, ближе к источнику света, была названа поляризатором, а вторая - анализатором. Однако, эти названия относительны, так как пластинки сами по себе не имеют качественного различия.
Меняя угол между пластинками, Малюс обнаружил, что интенсивность света, прошедшего через анализатор, изменяется. Если плоскости поляризации пластинок располагались перпендикулярно друг другу, интенсивность световой волны становилась нулевой. Каждая пластинка "вырезала" определенные плоскости колебаний светового вектора, что приводило к изменению интенсивности света.
После тщательного анализа результатов эксперимента, была сформулирована формула, которая связывает интенсивность плоскополяризованного света, прошедшего через анализатор, с интенсивностью естественного света. Формула выглядит следующим образом: I = 0.5 * I0 * (cosФ)^2, где I - интенсивность естественного света, I0 - интенсивность света, прошедшего через анализатор, Ф - угол между плоскостями поляризации турмалиновых пластинок.
Выводы
Закон Малюса является важным законом в физике, который описывает зависимость между интенсивностью естественного света и интенсивностью линейной поляризованной световой волны. Используя кристаллы турмалина, можно получить плоскополяризованный свет. Это свойство было открыто французским инженером Этьенном Малюсом в 1809 году.
Установка с поляризатором и анализатором позволяет менять угол между плоскостями поляризации и изучать изменения интенсивности света, прошедшего через анализатор. Подробный анализ результатов позволил установить формулу, которая связывает интенсивность плоскополяризованного света, интенсивность естественного света и угол между плоскостями поляризации.
Закон Малюса имеет широкое применение в оптике, фотографии, медицине и других областях, связанных с изучением света и его свойств. Этот закон позволяет лучше понять и описать поведение света при прохождении через поляризующие материалы и открыть новые возможности для использования поляризованного света в различных приложениях.