Polarizasyon & Malus Yasası
Malus Yasası
Işık, ilerlerken yanal olarak herhangi bir yönde titreşebilen bir dalgadır. Bir polarizör, dalganın yalnızca kendi ekseniyle hizalı kısmını geçiren bir filtredir, bu yüzden uyumsuzluk açısı büyüdükçe ışık kararır — ve doksan derece çaprazlanmış iki polarizör ışığı tamamen engeller.
Formül
I = I₀ · cos²θ
- I — iletilen yoğunluk (W/m²): polarizörden geçmeyi başaran ışığın parlaklığı
- I₀ — gelen yoğunluk (W/m²): polarizöre çarpmadan önceki ışığın parlaklığı
- θ — açı (degrees): ışığın polarizasyonu ile polarizörün ekseni arasındaki açı
Çözümlenmiş Örnek
8 watt bölü metrekare yoğunluklu polarize ışık, ekseni ışığın yönünden 60 derece döndürülmüş bir polarizöre çarpıyor. Geçen ışık ne kadar parlak?
- I₀ = 8 W/m²
- θ = 60°
- I = I₀ · cos²θ
- I = 8 W/m² · cos²(60°) = 8 W/m² · 0.25
I = 2 W/m²
Kendini test et
Aynı 8 watt bölü metrekarelik ışık şimdi 45 derece döndürülmüş bir polarizöre çarpıyor. Hangi yoğunluk geçer?
- Doğru cevap: 4 W/m²
- 8 W/m²
- 2 W/m²
Doğru! Kırk beş derecenin kosinüs karesi yarımdır, yani 8 W/m² × 0,5 = 4 W/m².
İki polarizör 90 derece çaprazlanmış, yani hiç ışık geçmiyor. Aralarına, her ikisinden 45 derece eğilmiş üçüncü bir polarizör sokarsan ne olur?
- Hâlâ tamamen engellenir
- Doğru cevap: Şimdi biraz ışık geçer
- Orijinal ışığın tamamı geçer
Doğru! Her 45 derecelik aşama ışığın yarısını geçirir (kırk beş derecenin kosinüs karesi 0,5'tir), yani 0,5 çarpı 0,5 eşittir 0,25 — dıştaki iki filtre çaprazlanmış olsa bile ışığın dörtte biri sızar.
Nerede Görürsün
Polarize güneş gözlükleri bir gölden ya da ıslak yoldan gelen parlamayı dindirir, çünkü yansıyan ışık kısmen polarizedir — yatay yönde, tam da merceklerin engellemek için tasarlandığı şey. Bir LCD ekran, polarizörlerden yapılmış milyonlarca minik karartıcıdan oluşur ve 3D sinema gözlükleri her göze kendi polarizasyonunu verir.
Yaygın Hatalar
Karartma yasası cos²'dir, cos değil: 45 derecede yoğunluk yumuşak bir kesre değil, tam olarak yarıya düşer — 45°'nin kosinüs karesi 0.5'tir, yani 8 W/m², 4 W/m² olur. Ünlü sürpriz üçüncü filtredir: 90 derece çaprazlanmış iki polarizör her şeyi engeller ama aralarına 45 derecede bir tane kaydırmak ışığın yeniden geçmesini sağlar, çünkü her aşama gelen ışığın I = I₀ · cos²θ kadarını iletir — her kesme bir yarıya indirmedir, tamamen yok etme değil.
Nasıl Bağlantılı
Girişim ışığın bir dalga olduğunu kanıtladı; polarizasyon titreşimin yönünü sabitler — yana doğru, ilerleme yönüne dik, ki bu tam olarak bir dalganın ihtiyaç duyduğu ve parçacık akışının yoksun olduğu şeydir. Optik modülünü kapatır; Malus'un 45 derecede yarıya indiren yasası, sahip olduğun her güneş gözlüğü merceğinin ve LCD pikselinin içinde sessizce çalışır.