Polarization at Batas ni Malus
Batas ni Malus
Ang liwanag ay isang wave na kayang mag-vibrate sa anumang direksyon pahalang habang naglalakbay. Ang polarizer ay filter na nagpapasa lang sa bahagi ng wave na nakahanay sa axis nito, kaya humihina ang liwanag habang lumalaki ang anggulo ng hindi-pagtugma — at ang dalawang polarizer na naka-cross sa siyamnapung degree ay tuluyang humaharang sa liwanag.
Ang Formula
I = I₀ · cos²θ
- I — intensidad na lumalampas (W/m²): ang ningning ng liwanag na nakakalusot sa polarizer
- I₀ — intensidad na dumadating (W/m²): ang ningning ng liwanag bago ito tumama sa polarizer
- θ — angulo (degrees): ang anggulo sa pagitan ng polarization ng liwanag at axis ng polarizer
Halimbawang Nalutas
Ang polarized na liwanag na may intensity na 8 watt kada square metro ay tumama sa polarizer na nakahilig na 60 degree mula sa direksyon ng liwanag. Gaano kalakas ang liwanag na nakakalusot?
- I₀ = 8 W/m²
- θ = 60°
- I = I₀ · cos²θ
- I = 8 W/m² · cos²(60°) = 8 W/m² · 0.25
I = 2 W/m²
Subukin ang iyong sarili
Ang parehong 8 watt kada square meter na liwanag ay tumama ngayon sa polarizer na nakahilig nang 45 degree. Anong intensity ang nakakalusot?
- Tamang sagot: 4 W/m²
- 8 W/m²
- 2 W/m²
Tama! Ang cosine kuwadrado ng apatnapu't-limang degree ay kalahati, kaya 8 W/m² × 0.5 = 4 W/m².
Ang dalawang polarizer ay naka-cross sa 90 degree, kaya walang liwanag na nakakalusot. Kung maglalagay ka ng pangatlong polarizer sa gitna, nakahilig 45 degree mula sa dalawa, ano ang mangyayari?
- Tuloy pa ring tuluyang hinarang
- Tamang sagot: May liwanag na ngayong nakakalusot
- Lahat ng orihinal na liwanag ay nakakalusot
Tama! Bawat 45 degree na yugto ay nagpapasa ng kalahati ng liwanag (ang cosine kuwadrado ng 45 degree ay 0.5), kaya 0.5 times 0.5 ay 0.25 — isang-kapat ng liwanag ang nakakalusot kahit naka-cross ang dalawang panlabas na filter.
Saan Mo Ito Makikita
Ang polarized sunglasses ay nagpapakalma sa glare mula sa lawa o sa basang daan dahil bahagyang naka-polarize ang reflected na liwanag — pahalang, na eksakto ang ginawa upang harangin ng mga lens. Ang LCD screen ay milyun-milyong maliliit na dimmer na gawa sa mga polarizer, at ang mga salamin sa 3D-cinema ay nagbibigay sa bawat mata ng sarili nitong polarization.
Karaniwang Mga Pagkakamali
Ang batas ng pagpapahina ay cos², hindi cos: sa 45 degree, ang intensity ay hindi bumabagsak sa banayad na bahagi kundi eksaktong sa kalahati — ang cos² ng 45° ay 0.5, kaya ang 8 W/m² ay nagiging 4 W/m². Ang tanyag na sorpresa ay ang pangatlong filter: ang dalawang polarizer na naka-cross sa 90 degree ay humaharang sa lahat, ngunit ang pag-slide ng isa pang naka-45 degree sa gitna nila ay muling nagpapadaan ng liwanag, dahil ang bawat yugto ay nagpapasa ng I = I₀ · cos²θ sa dumadating — bawat putol ay paghahati sa dalawa, hindi paglipol.
Paano Ito Konektado
Pinatunayan ng interference na wave ang liwanag; ang polarization naman ang tumutukoy nang tiyak sa direksyon ng pag-vibrate — pahalang, perpendikular sa paglalakbay, na eksakto ang kailangan ng isang wave at ang kulang ng isang agos ng mga partikulo. Isinara nito ang optics module, kasama ang batas ni Malus na kalahati-sa-45-degree na tumatakbo nang tahimik sa loob ng bawat lens ng sunglasses at pixel ng LCD na pag-aari mo.