Поляризатор пропускає одну орієнтацію; аналізатор під кутом θ пропускає I = I₀cos²θ (закон Малюса).
Світло — поперечна електромагнітна хвиля, електричне поле якої коливається перпендикулярно до напрямку руху. Тут хвиля проходить крізь нерухомий поляризатор, а потім крізь обертовий аналізатор. Спостерігайте, як вектор поля проєктується на кожну вісь, і зчитуйте пропущену інтенсивність на живому вимірювачі.
I = I₀·cos²θ (закон Малюса) · E = E₀·cosθ · схрещені: θ = 90° → I = 0 · кругова: Ex = E₀cos(ωt), Ey = E₀sin(ωt)
Бджоли та багато інших комах орієнтуються за поляризаційним візерунком блакитного неба — невидимим компасом, який людське око не бачить, але обертовий поляризатор виявляє його миттєво.
Світло — це поперечна електромагнітна хвиля: її електричне поле коливається перпендикулярно до напрямку поширення. Поляризація описує орієнтацію цих коливань електричного поля. У лінійно поляризованому світлі поле залишається в одній площині; у неполяризованому світлі поля спрямовані в усіх поперечних напрямках.
Поляризатор має вісь пропускання й передає лише ту складову електричного поля, що збігається з цією віссю. Неполяризоване світло, пройшовши крізь нього, стає лінійно поляризованим уздовж осі, а його інтенсивність падає приблизно вдвічі.
Закон Малюса визначає інтенсивність, яку пропускає другий поляризатор (аналізатор), встановлений під кутом θ до першого: I = I₀cos²θ, де I₀ — інтенсивність після першого поляризатора. При θ=0 проходить усе світло; при θ=90° — нічого.
Коли два поляризатори схрещені (θ=90°), вісь пропускання аналізатора перпендикулярна до вхідної поляризації. Спроєктована складова дорівнює E₀cos90°=0, тож cos²90°=0 і світло не проходить.
Аналізатор пропускає лише складову поля вздовж своєї осі: E = E₀cosθ. Інтенсивність пропорційна квадрату амплітуди поля, тож I ∝ E² = E₀²cos²θ, що дає I = I₀cos²θ.
Чвертьхвильова пластинка — це двозаломлюючий кристал, який затримує одну складову поляризації на чверть довжини хвилі (фаза 90°). Коли лінійно поляризоване світло входить під кутом 45° до її осей, дві складові об'єднуються в кругову поляризацію, де вектор поля обертається під час руху хвилі.
У світлі з круговою поляризацією вектор електричного поля зберігає сталу величину, але рівномірно обертається навколо напрямку поширення, описуючи спіраль. Вона виникає з двох перпендикулярних лінійних складових однакової амплітуди з різницею фаз 90°.
Сонячне світло, розсіяне молекулами повітря (релеївське розсіяння), стає частково поляризованим, найсильніше — під кутом 90° від Сонця. Поляризаційні окуляри та обертання поляризатора виявляють це, затемнюючи частини неба.
Світло, відбите від горизонтальних поверхонь, як-от вода чи дорога, переважно горизонтально поляризоване. Поляризаційні лінзи мають вертикальну вісь пропускання, тож блокують цей горизонтальний відблиск за законом Малюса, пропускаючи корисне світло.
Так. Світло, що не пройшло, поглинається (або відбивається) матеріалом поляризатора; воно не зникає. Множник cos²θ описує лише частку, пропущену вздовж осі пропускання, а решта енергії перетворюється на тепло в поляризаторі.