Поляризаторы. Закон Малюса.

Естественный свет можно преобразовать в плоско поляризованный, используя так называемые поляризаторы, пропускающие колебания только определенного направления (например, пропускающие колебания, параллельные главной плоскости поляризатора, и полностью задерживающие колебания, перпендикулярные этой плоскости). В качестве поляризаторов могут быть использованы среды, анизотропные в отношении колебаний вектора , например кристаллы. Из природных кристаллов, давно используемых в качестве поляризаторов, следует отметить турмалин. Турмалин сильно поглощает световые лучи, в которых электрический вектор перпендикулярен к оптической оси. Если же электрический вектор параллелен оси, то такие лучи проходят через турмалин почти без поглощения. Поэтому естественный свет, пройдя через пластинку турмалина, наполовину поглощается и становится линейно поляризованным с электрическим вектором, ориентированным параллельно оптической оси турмалина.

Таким же свойством обладают поляроиды, более удобные в обращении. Они представляют собой искусственно приготовленные коллоидные пленки, служащие для получения поляризованного света. Поляроид, подобно турмалину, действует, как один кристалл и поглощает световые колебания, электрический вектор которых перпендикулярен к оптической оси.

Явление поляризации света имеет место и при отражении или преломлении света на границе двух изотропных диэлектриков. Этот способ поляризации был открыт Малюсом, который случайно заметил, что при поворачивании кристалла вокруг луча, отраженного от стекла, интенсивность света периодически возрастает и уменьшается, т.е. отражение от стекла действует на свет подобно прохождению через турмалин. Правда, при этом не происходило полного погасания света при некоторых определенных положениях кристалла, а наблюдалось лишь его усиление и ослабление.

Существуют и другие способы получения поляризованного света.

Итак, всякий прибор, служащий для получения поляризованного света, называется поляризатором. Тот же прибор, применяемый для исследования поляризации света, называется анализатором.

Допустим, что два кристалла турмалина или два поляроида поставлены друг за другом, так что их оси и  образуют между собой некоторый угол (рис. 5).

Первый поляроид пропустит свет, электрический вектор  которого параллелен оси . Обозначим через  интенсивность этого света. Разложим  на вектор , параллельный оси  второго поляризатора, и вектор , перпендикулярный к ней ( ). Составляющая  будет задержана вторым поляроидом. Через оба поляроида пройдет свет с электрическим вектором , длина которого равна . Отношение интенсивностей пропорционально отношению квадратов амплитуд:

и, следовательно

Это соотношение имеет название закон Малюса:

Èíòåíñèâíîñòü ñâåòà, ïðîøåäøåãî ÷åðåç àíàëèçàòîð , ðàâíà èíòåíñèâíîñòè ñâåòà, ïðîøåäøåãî ÷åðåç ïîëÿðèçàòîð , óìíîæåííîé íà êâàäðàò êîñèíóñà óãëà  ìåæäó àíàëèçàòîðîì è ïîëÿðèçàòîðîì.

Закон был сформулирован Малюсом в 1810 году и подтвержден тщательными фотометрическими измерениями Араго.