Polarisation
Polarisation beskriver orienteringen hos en transversell vågs svängning. För ljus definieras den av det elektriska fältets riktning. Polarisatorer gör denna orientering både mätbar och styrbar.
Vad det betyder att ljus är polariserat
Opolariserat ljus innehåller snabbt varierande fältriktningar tvärs mot utbredningsriktningen. En ideal linjär polarisator släpper bara igenom fältkomponenten längs sin axel. Att ljus kan polariseras är samtidigt ett direkt tecken på dess transversella vågnatur.
En ideal linjär polarisator
För idealiskt opolariserat ljus blir medelintensiteten efter den första polarisatorn I = I_opol/2. Faktorn 1/2 är ett orienteringsmedelvärde; den ska inte användas igen om I₀ redan betecknar polariserat ljus precis före analysatorn.
Malus lag
I = I₀ cos²θ
För redan linjärt polariserat ljus gäller I = I₀ cos²θ. Parallella axlar ger maximal ideal transmission; korsade axlar vid 90° ger noll i idealmodellen.
Malus-utforskare
Reflektion kan polarisera ljus
Reflektion från icke-metalliska ytor gynnar ofta en polarisation. Därför kan polariserade solglasögon minska blänk från vägar och vatten. Vid Brewstervinkeln är den reflekterade och den brutna strålen vinkelräta mot varandra och det reflekterade ljuset är idealiskt starkt polariserat. Verkliga filter har förluster och ofullständig utsläckning.
Tre kontroller före Malus lag
Fastställ först om ljuset före analysatorn är linjärt polariserat. Bestäm sedan polarisationsriktningen och vinkeln mot analysatorns axel. Först därefter används I = I₀ cos²θ. Halveringen hör bara till en första ideal polarisator med opolariserat infallande ljus.
Lösta exempel
Malus lag vid 60°
Linjärt polariserat ljus med I₀ = 80 W m⁻² når en analysator vid 60°.
Lösning
I = 80 cos²60° = 20 W m⁻².
Den första polarisatorn
Idealiskt opolariserat ljus med 100 W m⁻² passerar en ideal polarisator.
Lösning
Medelintensiteten blir 50 W m⁻².
Korsade polarisatorer
Två ideala polarisatorer är korsade 90°.
Lösning
Malus ger I = I₀ cos²90° = 0 i idealmodellen.