馬呂斯定律：兩個成一定角度的偏振器
1·預測
光線穿過一個偏振器，然後穿過與第一個偏振器成一定角度的第二個偏振器。透射強度是否平滑地取決於兩個偏振片軸之間的角度？
- 透射強度隨角度線性減小。
- 光線要麼完全通過，要麼完全被阻擋——沒有平滑的過渡。
- 是的 - 透射強度遵循軸之間角度的 cos²，在恰好 90° 處達到零（「交叉」偏振器）。
2·設定
- 開啟 crossed-polarizers 預設並按下 Reset。兩個偏振片的軸間隔 90°（完全交叉 — 沒有光透過）。
- 啟用透射光強度讀數。
- 設定每個試驗的兩個偏振器軸之間的角度，並記錄透過第二個偏振器的光的分數。
3·收集數據
| 軸間角度 Δθ (°) | 傳輸分數（透過 P2） |
|---|---|
| 0.00 | |
| 45.00 | |
| 90.00 |
針對三次試驗，繪製透射比例（y軸）相對Δθ（x軸）的關係圖。它在哪個位置恰好為零？
4·分析
- 對於一項試驗，計算通過第二個偏振片透射的分數為 0.5·cos²(Δθ)——0.5 表示未偏振光源在第一個偏振片處損失一半強度，cos²(Δθ) 是第二個偏振片處的馬呂斯定律。與表比較。
- 解釋為什麼通過 P2 傳輸的分數僅取決於兩個軸之間的角度，而不取決於它們的絕對方向 - 以及為什麼恰好 90°（「交叉」）給出零傳輸。
5·擴展
- 偏光太陽眼鏡透過將其偏振軸垂直放置，來阻擋水平偏振的眩光（例如水面或路面反射的光）。請利用馬呂斯定律解釋，為什麼戴著偏光太陽眼鏡時把頭側傾，眩光會突然重新出現。
- LCD 螢幕使用交叉偏振器，其間有液晶層，可根據指令旋轉光的偏振，控制通過每個像素的光量。解釋為什麼「交叉」（而不是平行）偏振器是像素的自然預設「關閉」狀態。
這個實驗背後的物理原理
馬呂斯定律
已經沿著一個軸偏振的光，透過與第一個偏振器成 Δθ 角的第二個偏振器，傳輸其強度的分數 cos²(Δθ)。當 Δθ = 90°（「交叉」）時，透射率恰好降至零。