Hukum Malus: Dua Polarizer pada suatu Sudut
1 · Memprediksi
Cahaya melewati satu polarizer, lalu polarizer kedua dengan sudut tertentu terhadap polarizer pertama. Apakah intensitas yang ditransmisikan bergantung secara mulus pada sudut antara kedua sumbu polarizer?
- Intensitas yang ditransmisikan berkurang secara linier terhadap sudut.
- Cahaya bisa lewat seluruhnya atau terhalang seluruhnya — tidak ada transisi yang mulus.
- Ya — intensitas yang ditransmisikan mengikuti cos² sudut antara sumbu, mencapai nol tepat pada 90° (polarisasi 'bersilang').
2 · Pengaturan
- Buka preset polarizer silang dan tekan Reset. Kedua sumbu polarizer diatur terpisah 90° (bersilang penuh — tidak ada cahaya yang ditransmisikan).
- Aktifkan pembacaan intensitas transmisi.
- Tetapkan sudut antara dua sumbu polarizer untuk setiap percobaan dan catat fraksi cahaya yang ditransmisikan melalui percobaan kedua.
3 · Kumpulkan Data
| Sudut antar sumbu Δθ (°) | Fraksi yang ditransmisikan (melalui P2) |
|---|---|
| 0.00 | |
| 45.00 | |
| 90.00 |
Plot pecahan yang ditransmisikan (sumbu y) terhadap Δθ (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda. Di mana titiknya tepat nol?
4 · Analisis
- Untuk satu percobaan, hitung pecahan yang ditransmisikan melalui polarizer kedua sebagai 0.5·cos²(Δθ) — 0.5 mewakili sumber tak terpolarisasi yang kehilangan setengah intensitasnya di polarizer pertama, dan cos²(Δθ) adalah hukum Malus di polarizer kedua. Bandingkan dengan tabel.
- Jelaskan mengapa pecahan yang ditransmisikan melalui P2 hanya bergantung pada SUDUT ANTARA kedua sumbu, bukan pada orientasi absolutnya — dan mengapa tepat 90° ('bersilang') menghasilkan transmisi nol.
5 · Perluas
- Kacamata hitam terpolarisasi menghalangi silau terpolarisasi horizontal (seperti pantulan air atau jalan) dengan mengarahkan sumbu polarisasinya secara vertikal. Jelaskan, dengan menggunakan hukum Malus, mengapa memiringkan kepala ke samping saat mengenakan kacamata hitam terpolarisasi dapat menyebabkan silau muncul kembali secara tiba-tiba.
- Layar LCD menggunakan polarizer silang dengan lapisan kristal cair di antaranya yang dapat memutar polarisasi cahaya sesuai perintah, mengontrol berapa banyak cahaya yang melewati setiap piksel. Jelaskan mengapa polarizer 'bersilang' (bukan paralel) merupakan keadaan 'mati' default alami untuk sebuah piksel.
Fisika di Balik Eksperimen Ini
Hukum Malus
Cahaya yang sudah terpolarisasi sepanjang satu sumbu, melewati polarizer kedua dengan sudut Δθ terhadap polarizer pertama, mentransmisikan sebagian kecil cos²(Δθ) dari intensitasnya. Pada Δθ = 90° ('crossed'), transmisi turun tepat ke nol.