P5.4.1 Podstawowe doświadczenia – Leybold

Fakt, iż światło może być spolaryzowane jest ważnym dowodem na poprzeczny charakter fal świetlnych. Światło naturalne jest niespolaryzowane. Składa się z wzajemnie niezależnych, nieuporządkowanych fal, z których każda ma określony stan polaryzacji. Polaryzacja światła jest wyborem fal o określnym stanie polaryzacji.

W doświadczeniu P5.4.1.1, niespolaryzowane światło jest odbijane na szklaną powierzchnię. Gdy patrzymy na to przez analizator, widzimy że światło odbite jest najmniej spolaryzowane. Największa polaryzacja jest obserwowana, gdy odbicie występuje po kątem polaryzacji (kąt Brewstera) ap. Zależność

tanap = n

daje nam współczynnik załamania n szkła.

Bliższa obserwacja prowadzi do prawa odbić Fresnel’a, które opisuje stosunek amplitudy odbitej do padającej dla różnych kierunków polaryzacji. Prawa te są ilościowo weryfikowane w doświadczeniu P5.4.1.2.

Doświadczenie P5.4.1.3 demonstruje, że niespolaryzowane światło także może być spolaryzowane przez rozproszenie w emulsji, np. rozcieńczone mleko oraz, że spolaryzowane światło nie jest rozpraszane jednorodnie we wszystkich kierunkach.

Celem doświadczenia P5.4.1.4 jest wyprowadzenie prawa Malus’a: gdy liniowo spolaryzowane światło pada na analizator, natężenie światła przechodzącego jest

I = I0 · cos² φ

I0 : natężenie padającego światła