Polarisering

Hvad det betyder, at lys er polariseret

Upolariseret lys indeholder hurtigt varierende feltretninger på tværs af udbredelsesretningen. En ideel lineær polarisator transmitterer kun feltkomponenten langs sin akse. At lys kan polariseres, er samtidig et direkte tegn på, at lys er en transversal bølge.

En ideel lineær polarisator

For ideelt upolariseret lys er middelintensiteten efter den første polarisator I = I_upol/2. Faktoren 1/2 er et gennemsnit over tilfældige orienteringer; den skal ikke bruges igen, hvis I₀ allerede betegner polariseret lys umiddelbart før analysatoren.

Malus’ lov

For allerede lineært polariseret lys gælder I = I₀ cos²θ. Parallelle akser giver maksimal ideal transmission; krydsede akser ved 90° giver nul i den ideelle model.

Refleksion kan polarisere lys

Refleksion fra ikke-metalliske overflader favoriserer ofte én polarisationsretning. Derfor reducerer polariserede solbriller genskin fra veje og vand. Ved Brewsters vinkel står den reflekterede og den brudte stråle vinkelret på hinanden, og det reflekterede lys er ideelt stærkt polariseret. Virkelige polariseringsfiltre har tab og ufuldstændig ekstinktion.

Tre kontroller før Malus’ lov

Fastslå først om lyset før analysatoren er lineært polariseret; find dernæst dets polarisationsretning; og bestem så vinklen til analysatorens akse. Først derefter bruges I = I₀ cos²θ. Halveringen hører kun til den første ideelle polarisator på upolariseret lys.

Gennemregnede eksempler

Malus’ lov ved 60°

Lineært polariseret lys med I₀ = 80 W m⁻² rammer en analysator ved 60°.

Den første polarisator

Ideelt upolariseret lys på 100 W m⁻² passerer én ideel polarisator.

Krydsede polarisatorer

To ideelle polarisatorer er krydsede 90°.