马吕斯定律：两个成一定角度的偏振器
1·预测
光线穿过一个偏振器，然后穿过与第一个偏振器成一定角度的第二个偏振器。透射强度是否平滑地取决于两个偏振器轴之间的角度？
- 透射强度随角度线性减小。
- 光线要么完全通过，要么完全被阻挡——没有平滑的过渡。
- 是的 - 透射强度遵循轴之间角度的 cos²，在恰好 90° 处达到零（“交叉”偏振器）。
2·设置
- 打开「马吕斯定律：两个成一定角度的偏振器（crossed-polarizers）」预设并按重置。两个偏振器的轴间隔 90°（完全交叉 — 没有光透过）。
- 启用透射光强度读数。
- 设置每次试验的两个偏振器轴之间的角度，并记录透过第二个偏振器的光的分数。
3·收集数据
| 轴间角度 Δθ (°) | 传输分数（通过 P2） |
|---|---|
| 0.00 | |
| 45.00 | |
| 90.00 |
针对三次试验，绘制透射比例（y轴）相对Δθ（x轴）的关系图。它在哪个位置恰好为零？
4·分析
- 对于一项试验，计算通过第二个偏振器透射的分数为 0.5·cos²(Δθ)——0.5 表示未偏振光源在第一个偏振器处损失一半强度，cos²(Δθ) 是第二个偏振器处的马吕斯定律。与表比较。
- 解释为什么通过 P2 传输的分数仅取决于两个轴之间的角度，而不取决于它们的绝对方向 - 以及为什么恰好 90°（“交叉”）给出零传输。
5·扩展
- 偏光太阳镜通过将其偏振轴垂直放置，来阻挡水平偏振的眩光（例如水面或路面反射的光）。请利用马吕斯定律解释，为什么戴着偏光太阳镜时把头侧倾，眩光会突然重新出现。
- LCD 屏幕使用交叉偏振器，其间有液晶层，可以根据命令旋转光的偏振，控制通过每个像素的光量。解释为什么“交叉”（而不是平行）偏振器是像素的自然默认“关闭”状态。
这个实验背后的物理原理
马吕斯定律
已经沿一个轴偏振的光，通过与第一个偏振器成 Δθ 角的第二个偏振器，传输其强度的分数 cos²(Δθ)。当 Δθ = 90°（“交叉”）时，透射率恰好降至零。