Polaryzacja Światła: Jak Działa Reguła Połowy i Prawo Malusa? Zabawne Obliczenia!

Cześć! Dziś przyjrzymy się temu, jak działa polaryzacja światła. Brzmi poważnie? Nie martw się, zaraz będzie trochę więcej śmiechu! Sprawdzimy, jak na światło wpływają polaryzatory i jak stosować Regułę Połowy oraz Prawo Malusa. Ale spokojnie, nie będzie to nudna fizyka – będzie zabawnie i praktycznie! Gotowi na światełkowy show?

Jak Zrozumieć Polaryzację? Na Pomoc Przychodzą Trzy Polaryzatory!

Wyobraź sobie, że masz trzy polaryzatory. Na początek zapalasz zwykłą żarówkę – tak, zwykłą, niespolaryzowaną. (Czyli jeszcze nieogarniającą kierunku!) Puszczasz światło przez te trzy polaryzatory, ale spoiler alert – na końcu światła będzie o wiele mniej.

Zaraz pokażę Ci obliczenia, które wyjaśnią, ile tego światła dotrwa do końca. Tak, to trochę jak wybór między pizzą a sałatką – zawsze kończy się podobnie.

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: Pierwszy Przystanek Światła

I=0,5I_o

I – natężenie za pierwszym polaryzatorem

I_o- 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=I_o*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/I_o

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=0,5I_o

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

I=I_o*cosΘ

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

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=0,5I_o *cos45^o=0,25I_o

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 0,25I_o

I=0,25I_o*cos45^o=0,125 I_o

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

0,125 I_o/I_o=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. 

Chcesz Więcej? Sprawdź Mój Kurs Online! 

To było tylko małe wprowadzenie! Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o optyce falowej, zapraszam do mojego kursu "OPTYKA FALOWA – KOREPETYCJE ONLINE". A jeśli wolisz wideo, mam dla Ciebie również film na YouTube. Zajrzyj tutaj: Zadanie z Polaryzatorami na YouTube.

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