В чем суть закона Малюса

Закон Малюса отражает прямую зависимость между интенсивностью естественного света и интенсивностью линейного поляризованного света, прошедшего через специальные поляроиды. Их изготавливают из кристаллов турмалина.

Поляризация света

Как известно, свет представляет собой поперечную электромагнитную волну. Электромагнитные колебания осуществляются векторами электрического (E) и магнитного (H) полей. Вектор электрического поля еще называют световым. Он определяет величину энергии, переносимой в пространстве. Интенсивность света зависит от модуля этого вектора.

Каждый из них совершает колебания в плоскостях, перпендикулярных плоскости вектора распространения волны. Если эти колебания осуществляются по всем направлениям (перпендикулярность плоскостей сохраняется), свет называется неполяризованным или естественным. Такие световые волны излучаются Солнцем и всеми земными источниками.

Поляризованный свет возникает при прохождении волной определенных веществ. Световой вектор начинает совершать колебания только в одной плоскости, которая перпендикулярна плоскости колебаний магнитного вектора и вектора направления распространения. Такой свет называют линейно- или плоскополяризованным. Для человеческого глаза он ничем не отличается от естественного, но с помощью него можно наблюдать интересные явления.

Закон Малюса

Получить плоскополяризованный свет можно при помощи кристалла турмалина. В 1809 году французский инженер Э.Малюс открыл интересное свойство такого света. В своих опытах он использовал две пластинки, сделанные из турмалина. Он поместил источник света и эти две пластинки на оптической скамье.

Малюс поместил пластинки так, чтобы можно было менять угол между ними (он образован их плоскостями поляризации). Пластинка, расположенная ближе к источнику, стала называться поляризатором, а та, что дальше - анализатором. Эти названия условны, так как пластинки не имеют качественного различия.

При смене угла интенсивность света, прошедшего через анализатор изменялась. Если плоскости поляризации располагались перпендикулярно, она была равна нулю. Каждая пластинка «вырезала» определенные плоскости колебаний светового вектора, из-за чего менялась интенсивность световой волны.

После тщательного анализа полученных результатов была открыта формула, связывающая интенсивность плоскополяризованного света, прошедшего через анализатор, с интенсивностью естественного света. Она выглядит так: I=0.5*I0*(cosФ)^2, где I - интенсивность естественного света, I0 - интенсивность света, прошедшего анализатор, Ф - угол между плоскостями поляризации турмалиновых пластинок.