ध्रुवीकरण और मालुस का नियम
मालुस का नियम
प्रकाश एक तरंग है जो चलते समय किसी भी बग़ल दिशा में कंपन कर सकती है। ध्रुवक एक फिल्टर है जो तरंग के केवल उस हिस्से को गुज़रने देता है जो उसकी अपनी धुरी के साथ संरेखित हो, इसलिए कोण बढ़ने पर प्रकाश मंद होता जाता है — और नब्बे डिग्री पर पार किए गए दो ध्रुवक प्रकाश को पूरी तरह रोक देते हैं।
सूत्र
I = I₀ · cos²θ
- I — पारगमित तीव्रता (W/m²): ध्रुवक से गुज़रने वाले प्रकाश की चमक
- I₀ — आती हुई तीव्रता (W/m²): ध्रुवक से टकराने से पहले प्रकाश की चमक
- θ — कोण (degrees): प्रकाश के ध्रुवण और ध्रुवक की धुरी के बीच का कोण
हल किया गया उदाहरण
8 वाट प्रति वर्ग मीटर तीव्रता वाला ध्रुवित प्रकाश एक ध्रुवक से टकराता है जिसकी धुरी प्रकाश की दिशा से 60 डिग्री घुमाई गई है। गुज़रने वाला प्रकाश कितना चमकीला है?
- I₀ = 8 W/m²
- θ = 60°
- I = I₀ · cos²θ
- I = 8 W/m² · cos²(60°) = 8 W/m² · 0.25
I = 2 W/m²
स्वयं को परखें
वही 8 वाट प्रति वर्ग मीटर प्रकाश अब 60 के बजाय 45 डिग्री घुमाए गए ध्रुवक से टकराता है। कितनी तीव्रता गुज़रती है?
- सही उत्तर: 4 W/m²
- 8 W/m²
- 2 W/m²
सही! पैंतालीस डिग्री का कोसाइन वर्ग आधा है, इसलिए 8 W/m² × 0.5 = 4 W/m²।
दो ध्रुवक नब्बे डिग्री पर पार किए गए हैं, इसलिए कोई प्रकाश नहीं गुज़रता। यदि आप बीच में एक तीसरा ध्रुवक, दोनों से पैंतालीस डिग्री झुका हुआ, डाल दें, तो क्या होता है?
- अब भी पूरी तरह अवरुद्ध
- सही उत्तर: अब कुछ प्रकाश गुज़रता है
- सारा मूल प्रकाश गुज़र जाता है
सही! हर पैंतालीस डिग्री चरण आधा प्रकाश गुज़रने देता है (पैंतालीस डिग्री का कोसाइन वर्ग 0.5 है), इसलिए 0.5 गुणा 0.5 बराबर 0.25 — बाहरी दोनों फिल्टर पार होने के बावजूद प्रकाश का एक-चौथाई हिस्सा निकल जाता है।
आप इसे कहाँ देखते हैं
पोलराइज़्ड धूप का चश्मा झील या गीली सड़क की चमक शांत कर देता है, क्योंकि परावर्तित प्रकाश आंशिक रूप से ध्रुवित होता है — क्षैतिज दिशा में, और लेंस बने ही इसी को रोकने के लिए हैं। LCD स्क्रीन ध्रुवकों से बने लाखों छोटे डिमर है, और 3D-सिनेमा का चश्मा हर आँख को उसका अपना ध्रुवीकरण थमा देता है।
सामान्य गलतियाँ
मंद पड़ने का नियम cos² है, cos नहीं: 45 डिग्री पर तीव्रता किसी हल्के अंश तक नहीं गिरती, बल्कि ठीक आधी हो जाती है — 45° का cos² 0.5 होता है, इसलिए 8 W/m² रहकर 4 W/m² हो जाती है। मशहूर चौंकाने वाली बात तीसरा फ़िल्टर है: 90 डिग्री पर पार किए गए दो ध्रुवक सब कुछ रोक देते हैं, फिर भी उनके बीच 45 डिग्री पर एक को खिसकाकर रखने से प्रकाश फिर गुज़रने लगता है, क्योंकि हर चरण पहुँचे प्रकाश का I = I₀ · cos²θ पारित करता है — हर कटौती एक आधा करना है, मिटा देना नहीं।
यह कैसे जुड़ता है
व्यतिकरण ने सिद्ध किया कि प्रकाश एक तरंग है; ध्रुवीकरण कंपन की दिशा पकड़कर बता देता है — बग़ल की ओर, चलने की दिशा के लंबवत, जो ठीक वही है जो एक तरंग को चाहिए और कणों की धारा में नहीं होता। यह प्रकाशिकी मॉड्यूल को समाप्त करता है, और मालुस का 45 डिग्री पर आधा कर देने वाला नियम आपके हर धूप के चश्मे के लेंस और हर LCD पिक्सेल के अंदर चुपचाप चल रहा है।