facebook-icon twitter-icon youtube-icon

Polaryzacja światła, Reguła połowy i Prawo Malusa

Polaryzacja światła, Reguła połowy i Prawo Malusa

  

Poniżej przesyłam obliczenie zadania, za pomocą którego najlepiej zrozumiesz, jak działają polaryzatory i w jaki sposób korzystać z Reguły połowy i z Prawa Malusa. Poniżej treść zadania i rozwiązanie.

  

Treść zadania: W układzie trzech polaryzatorów środkowy jest pod kątem 45 stopni w stosunku do pierwszego i trzeciego. Na układ polaryzatorów puścisz wiązkę światła niespolaryzowanego. Oblicz, ile będzie równy stosunek natężenia światła wychodzącego z trzeciego polaryzatora do światła padającego na pierwszy polaryzator. 

 

W układzie mamy 3 polaryzatory. Przed pierwszym z nich zapalaliśmy żarówkę (typowe światło niespolaryzowane). Zastanawiamy się jak natężenie światła zmaleje po przejściu wszystkich trzech polaryzatorów.  

 

Po przejściu trzech polaryzatorów światło będzie oczywiście o mniejszym natężeniu niż to początkowe. A  w jaki sposób można to obliczyć? No więc tak, mamy tutaj dwie sytuacje. W pierwszym przypadku światło niespolaryzowane pada na polaryzator i zgodnie z regułą połowy tylko połowa początkowego natężenie będzie po przejściu pierwszego polaryzatora.

Reguła połowy

I=0,5Io

I – natężenie za pierwszym polaryzatorem

Io- początkowe natężenie światła

 

Jeśli natomiast analizujemy światło spolaryzowane i chcielibyśmy się dowiedzieć jakie jest natężenie światła po przejściu kolejnego polaryzatora to w tym przypadku natężenie oblicza się zgodnie z prawo Malusa.

I=Io*cosΘ

 

 Wiemy już z jakich praw można obliczyć natężenie światła, teraz jeszcze raz mocno podkreślmy co my tutaj mamy obliczyć. To jest oczywiście stosunek natężenia światła za trzecim polaryzatorem do natężenia światła początkowego.

I3/Io

Zacznijmy nasze obliczenia od pierwszego polaryzatora. Do pierwszego z nich stosujemy prawo połowy. Wiemy, że natężenie za pierwszym polaryzatorem zmaleje o połowę w stosunku do wartości początkowej, dlatego możemy napisać:

I1=0,5Io

Tak wygląda natężenie światła za pierwszym polaryzatorem natomiast do określenia natężenia światła za drugim polaryzatorem musimy już wykorzystać Prawo Malusa.

I=Io*cosΘ

Natężenie początkowe jakie mamy przed drugim polaryzatorem jest równe I1=0,5Io

To już przed chwilą obliczyliśmy natomiast w miejsce kąta wstawiamy 45 stopni, bo wiemy, że ten drugi polaryzator jest pod kątem 45 stopni w stosunku do tego pierwszego.

I=0,5Io *cos45o=0,25Io

Wyszło nam, że natężenie światła za drugim polaryzatorem będzie stanowiło już tylko 25% natężenia początkowego. Na koniec musimy obliczyć natężenie pola za trzecim polaryzatorem. Nadal mamy do czynienia ze światłem spolaryzowanym więc musimy skorzystać z prawa Malusa. Natężenie początkowe przed trzecim polaryzatorem jest równe 0,25Io

I=0,25Io*cos45o=0,125 Io

Mamy już wszystko żeby dokończyć obliczenie stosunku natężenia światła padającego na układ polaryzatorów do światła z niego wychodzącego.

0,125 Io/Io=0,125

Z tego wynika, że natężenie światła zmaleje aż o 8 razy w stosunku do natężenia początkowego po przejściu trzech polaryzatorów ustawionych w taki sposób jak w zadaniu. 

 

Oprócz tego zapraszam do mojego kursu OPTYKA FALOWA KOREPETYCJE ONLINE. To zadanie znajdziesz u mnie na YouTube https://www.youtube.com/watch?v=gj5uqgL6c0A


Powiązane wpisy:


Kategoria: WZORY FIZYCZNE

Dodaj komentarz

Brak komentarzy do tego wpisu.