マリュスの法則：角度をもつ二つの偏光子

1 · 予測

光が一つ目の偏光子を通り、続いて一つ目に対してある角度をもつ二つ目を通る。透過強度は二つの偏光子の軸の間の角度に対して滑らかに変化するか？

• 透過強度は角度に対して線形に減少する。
• 光は完全に通るか完全に遮られるかのどちらかで、滑らかな変化はない。
• はい — 透過強度は軸の間の角度の cos² に従い、ちょうど 90°（「直交」した偏光子）でゼロになる。

2 · 準備

1. crossed-polarizers プリセットを開き、「リセット」を押す。二つの偏光子の軸は 90° 離れている（完全に直交しており、光は透過しない）。
2. 透過強度の表示を有効にする。
3. 各試行の二つの偏光子の軸の角度を設定し、二つ目を通過する光の割合を記録する。

3 · データ収集

3回の試行について、透過割合（縦軸）を Δθ（横軸）に対してプロットする。正確にゼロになるのはどこか？

4 · 分析

1. 1回の試行について、二つ目の偏光子を通る透過割合を 0.5·cos²(Δθ) として計算する — 0.5 は無偏光の光源が一つ目の偏光子で強度の半分を失うことを表し、cos²(Δθ) は二つ目でのマリュスの法則である。表と比較する。
2. P2 を透過する割合が、軸の絶対的な向きではなく二つの軸の*間の角度*だけに依存する理由を説明する。また、ちょうど 90°（「直交」）で透過がゼロになる理由を説明する。

5 · 発展

1. 偏光サングラスは、偏光軸を垂直に向けることで、水面や道路からの反射のような水平方向に偏光したまぶしさを遮る。偏光サングラスをかけたまま頭を横に傾けると、まぶしさが突然再び見える理由をマリュスの法則を使って説明する。
2. LCD 画面は、二つの直交偏光子の間に液晶層を置き、光の偏光を制御して各画素を通る光量を変える。「直交」（平行ではない）偏光子が画素の自然な既定の「オフ」状態になる理由を説明する。

この実験の物理

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