Головна Оптика та Фотоніка Поляризація світла

🔮 Поляризація світла

Закон Малюса: обертайте поляризаційні фільтри та спостерігайте I = I₀ cos²θ. Чотири режими: лінійна, кругова, еліптична поляризація та двозаломлення.

Оптика та Фотоніка3DСередній60 FPS
polarization ↗ Відкрити окремо
DRAG · SCROLL · CLICK — керуйте прямо у вікні симуляції.

Про цю симуляцію

Ця симуляція візуалізує закон Малюса — I = I₀ cos²θ — даючи змогу обертати два поляризаційні фільтри й спостерігати, як змінюється пропущена інтенсивність у реальному часі. Окрім простої лінійної поляризації, вона також моделює кругову й еліптичну поляризацію (ортогональні складові електричного поля зі зсувом фази) та режим двозаломлення, що показує, як кристал кальциту розділяє неполяризований промінь на звичайний і незвичайний промені.

🔬 Що показує

Анімований вектор електричного поля рухається від неполяризованого джерела крізь поляризатор P₁, а потім (за бажанням) крізь другий поляризатор/аналізатор P₂, встановлений під кутом θ відносно P₁. Полярна діаграма в реальному часі відображає криву cos²θ, а показники виводять θ, cos²θ і відсоток пропущеного світла.

🎮 Як користуватися

Перетягуйте повзунки «Поляризатор 1» і «Поляризатор 2», щоб змінювати їхні кути, вмикайте чи вимикайте другий поляризатор, перемикайтеся між режимами «Лінійна», «Кругова», «Еліптична» та «Двозаломлення», або миттєво переходьте до пресету на кшталт «Схрещені (0)» чи «45° (½ потужності)», щоб побачити закон Малюса при ключових кутах.

💡 Чи знали ви

При θ = 90° (схрещені поляризатори) пропускання падає точно до нуля — світло взагалі не проходить, — тоді як при θ = 0° воно проходить із повною інтенсивністю. Поляризаційні сонцезахисні окуляри, РК-екрани й фотографічні фільтри — усі спираються на те саме співвідношення cos²θ, відкрите Етьєном-Луї Малюсом 1808 року.

Поширені запитання

Що таке закон Малюса?

Закон Малюса стверджує, що коли поляризоване світло інтенсивністю I₀ проходить крізь аналізатор, вісь пропускання якого нахилена під кутом θ до напрямку поляризації світла, пропущена інтенсивність дорівнює I = I₀ cos²θ. Його відкрив французький фізик Етьєн-Луї Малюс 1808 року.

Чому крізь схрещені поляризатори не проходить світло?

Коли два поляризатори схрещені під кутом 90°, cos²(90°) = 0, тож аналізатор блокує всю складову світла, узгоджену з віссю першого поляризатора. Це пресет «Схрещені (0)» у симуляції.

У чому різниця між лінійною, круговою та еліптичною поляризацією?

У лінійній поляризації вектор електричного поля коливається вздовж одного фіксованого напрямку. Кругова поляризація виникає з двох рівних за амплітудою ортогональних коливань зі зсувом фази 90°, що описують коло. Еліптична поляризація — загальний випадок з нерівними амплітудами та/або іншим зсувом фази, що описує еліпс.

Що робить пластинка чверть- або півхвилі?

Пластинка чверть-хвилі вносить затримку в чверть довжини хвилі між двома ортогональними складовими поляризації, перетворюючи лінійну поляризацію на кругову (або навпаки). Пластинка півхвилі вносить затримку в половину довжини хвилі, фактично повертаючи площину лінійної поляризації.

Що таке двозаломлення і де воно застосовується?

Двозаломлюючі матеріали, такі як кальцит і кварц, мають два різні показники заломлення для ортогональних напрямків поляризації, розділяючи вхідний промінь на звичайний і незвичайний промені, що поширюються з різними швидкостями. Цей ефект лежить в основі хвильових пластинок, РК-екранів і багатьох оптичних приладів.

Схожі симуляції