Закон Малюса — первый и самый наглядный опыт по поляризации света. Два поляроидных фильтра, фонарик и фотодиод — этого достаточно, чтобы убедиться: интенсивность прошедшего света пропорциональна cos²(θ), где θ — угол между плоскостями поляризации фильтров.
Эксперимент воспроизводит классический результат Этьена-Луи Малюса (1809) с точностью ~3–5% на бытовом оборудовании. Данные снимаются с фотодиода/люксметра и строится график I(θ).
Вопросы для обсуждения
- Малюс открыл поляризацию при отражении, а не с помощью поляроидов. Какой физический смысл у закона I = I₀cos²θ — почему именно квадрат косинуса, а не просто косинус?
- Что произойдёт с интенсивностью, если поставить три поляроида последовательно: первый 0°, второй 45°, третий 90°? Сравните с результатом без среднего поляроида — он объяснит, почему информация о «пути» фотона имеет значение.
- Поляроидные солнцезащитные очки ориентированы вертикально. Почему это снижает блики от горизонтальных поверхностей (асфальт, вода)? Как это связано с углом Брюстера?
- Закон Малюса выполняется для классической волны. Как его интерпретировать квантово — для одиночного фотона? Что означает cos²θ с точки зрения вероятностей?
- Если использовать поляроид с неидеальным коэффициентом пропускания, как изменится график I(θ)? Какой дополнительный параметр нужно ввести в формулу?