Miért bizonyítja a transzverzális jelleget?
A polarizáció a transzverzális hullám rezgési irányának rendeződését írja le. Fény esetén az elektromos tér vektorának iránya a terjedésre merőleges síkban változik; lineáris polarizációnál ez az irány egy rögzített egyenes mentén marad.
Lineáris polarizátor
Longitudinális hullámnál a rezgés a terjedés irányában történik, ezért nincs ugyanolyan értelemben vett keresztirányú rezgéssík, amelyet polarizátor kiválaszthatna. A fény polarizálhatósága ezért történetileg fontos bizonyítéka volt annak, hogy az elektromágneses hullám transzverzális.
Nem polarizált fény
Egy ideális lineáris polarizátor csak az elektromos tér egy kijelölt tengelyirányú komponensét engedi át. Már lineárisan polarizált fényre Malus törvénye adja az intenzitást: I=I₀cos²θ, ahol θ a fény polarizációs iránya és az analizátor tengelye közötti szög. 90°-os keresztezésnél az ideális intenzitás nulla.
Körös és elliptikus polarizáció
Hétköznapi fényforrás sok egymástól független emissziós eseményből állhat, ezért rövid időskálán sokféle keresztirányú irány szerepel. Ideális polarizátoron átlagosan az intenzitás fele halad át. Ezután a fény már lineárisan polarizált, így egy második polarizátor viselkedésére Malus törvénye alkalmazható.
Miért bizonyítja a transzverzális jelleget?
Ha két merőleges elektromos térkomponens megfelelő amplitúdóval és fáziskülönbséggel van jelen, a teljes E-vektor csúcsa a terjedés során kör- vagy ellipszisgörbét írhat le. Körös polarizációnál az amplitúdók egyenlők és a fáziskülönbség ±π/2. Negyedhullám-lemezzel lineáris és körös/elliptikus polarizáció között lehet átalakítani.
Longitudinális hullámnál a rezgés a terjedés irányában történik, ezért nincs ugyanolyan értelemben vett keresztirányú rezgéssík, amelyet polarizátor kiválaszthatna. A fény polarizálhatósága ezért történetileg fontos bizonyítéka volt annak, hogy az elektromágneses hullám transzverzális.