Prawo Malusa – definicja, wzór

Prawo Malusa to jedno z podstawowych praw optyki falowej, które opisuje zależności natężenia światła przechodzącego przez polaryzator od kąta między kierunkiem polaryzacji światła a osią polaryzatora. Jest to fundamentalna zasada stosowana w analizie światła spolaryzowanego, zarówno w zastosowaniach naukowych, jak i technologicznych.

Prawo Malusa definicja

Prawo Malusa zostało sformułowane przez Etienne’a Malusa w 1809 roku i mówi, że:

Natężenie światła spolaryzowanego liniowo po przejściu przez idealny polaryzator optyczny jest równe iloczynowi natężenia światła padającego i kwadratu cosinusa kąta między płaszczyzną polaryzacji światła padającego a płaszczyzną polaryzacji światła po przejściu przez polaryzator.

Prawo to wyniki z faktu, że przez polaryzator przechodzi tylko składowa wektora natężenia pola elektrycznego fali elektromagnetycznej zrzutowana na kierunek polaryzacji polaryzatora.

Prawo Malusa wzór

Matematycznie prawo Malusa wyraża się wzorem:

Gdzie:

• I – natężenie światła po przejściu przez polaryzator,
• I₀ – natężenie światła padającego na polaryzator,
• Ɵ – kąt między kierunkiem polaryzacji światła, a osią polaryzatora.

Ten wzór pozwala na przewidywanie natężenia światła po przejściu przez filtr polaryzacji w zależności od kąta ustawienia polaryzatora względem światła spolaryzowanego.

Prawo Malusa zastosowanie

Prawo Malusa ma szerokie zastosowanie w optyce i technologii. Najczęściej wykorzystywane jest w:

• Filtrach polaryzacyjnych – w okularach przeciwsłonecznych i aparatach fotograficznych w celu redukcji odblasków.
• Mikroskopii polaryzacyjnej – do analizy właściwości optycznych materiałów, takich jak kryształy czy włókna biologiczne.
• Ekranach LCD – gdzie polaryzacja światła jest kluczowa dla działania wyświetlaczy ciekłokrystalicznych.
• Analizie naprężeń w materiałach – wykorzystywane w inżynierii do wykrywania naprężeń w szkle czy metalach.

Prawo Malusa jest więc niezwykle ważnym narzędziem w optyce i fotonice, umożliwiając kontrolę i analizę światła spolaryzowanego w wielu dziecinach nauki i technologii.

Do badania zjawiska (pomiaru) transmisji lub odbicia światła przez próbkę służą spektofotometry.