Polarizácia

Čo polarizácia znamená

Pri lineárne polarizovanej vlne zostáva smer elektrického poľa v jednej pevnej rovine. Pri nepolarizovanom svetle sa tento smer v čase mení tak, že v priečnej rovine nie je zvýhodnená jediná os.

Polarizácia neznamená zmenu smeru lúča. Dve vlny sa môžu šíriť rovnakým smerom a pritom mať odlišný stav polarizácie.

Polarizátor ako orientačný filter

Ideálny lineárny polarizátor prepúšťa zložku poľa rovnobežnú s osou priepustnosti. Kolmá zložka sa odstráni, takže svetlo za polarizátorom má určený smer polarizácie.

Pre ideálne nepolarizované svetlo dáva prvý polarizátor v priemere I = I_unpol/2. Faktor jednej polovice vzniká spriemerovaním všetkých počiatočných orientácií poľa.

Malusov zákon

Ak na analyzátor dopadá už lineárne polarizované svetlo s intenzitou I₀, za ideálnym analyzátorom platí I = I₀ cos²θ, kde θ je uhol medzi smerom polarizácie a osou analyzátora.

Nedeľte automaticky znovu dvoma, ak I₀ už opisuje polarizované svetlo dopadajúce na analyzátor. Najprv určte stav svetla bezprostredne pred daným optickým prvkom.

Dva skrížené polarizátory

Pre θ = 90° dáva ideálny Malusov zákon nulovú intenzitu za druhým polarizátorom. Pre θ = 45° zostane polovica intenzity dopadajúcej na analyzátor, pretože cos²45° = 1/2.

Vloženie tretieho polarizátora medzi dva skrížené môže zvýšiť prenos, pretože medzikrok vytvorí novú projekciu poľa, ktorú nasledujúci analyzátor čiastočne prepustí. Nejde o vznik energie.

Odraz môže polarizovať

Odraz od dielektrík, napríklad vody alebo skla, často zvýhodňuje jednu orientáciu polarizácie. Preto polarizačné okuliare dokážu obmedziť odlesky od vodorovných plôch.

Pri Brewsterovom uhle sú odrazený a lomený lúč kolmé a odrazené svetlo je v ideálnom prípade silne polarizované v jednom smere. Reálne povrchy a materiály nie sú ideálne.

Hranice jednoduchého modelu

Skutočné polarizátory majú konečnú priepustnosť a nenulový prenos aj pre blokovanú orientáciu. Meranie preto nemusí dosiahnuť presne 0% alebo 100%, aj keď sú osi nastavené správne.

Existuje aj kruhová a eliptická polarizácia, ktoré nemožno opísať jediným uhlom lineárnej osi. Malusov zákon je základným nástrojom pre lineárny analyzátor, nie úplným opisom všetkých polarizačných stavov.

Vyriešené príklady

1. Analyzátor pod uhlom 60°

2. Prvý ideálny polarizátor

3. Analyzátor pod uhlom 90°