Máy Tính Định Luật Malus

Nhập phép tính

Cường độ ban đầu I₀

Góc θ (độ)

Kết quả

Cường độ truyền qua

0,75

cùng đơn vị với I₀

Tỷ lệ truyền qua	75%

Định Luật Malus Là Gì?

Định luật Malus mô tả cách cường độ của ánh sáng phân cực phẳng thay đổi sau khi đi qua một kính lọc phân cực (bộ phân tích). Khi ánh sáng vốn đã được phân cực chiếu tới một kính phân cực có trục truyền qua hợp với phương phân cực của ánh sáng một góc θ, cường độ truyền qua sẽ giảm đi theo hệ số cos²θ. Định luật này được Étienne-Louis Malus phát hiện vào năm 1809 và đóng vai trò nền tảng trong quang học, nhiếp ảnh, màn hình LCD cũng như vật lý laser.

Ánh sáng đi qua một kính phân cực, rồi qua một kính phân tích có trục truyền quay một góc θ.

Công Thức

Cường độ ánh sáng truyền qua được xác định bằng:

$$I = \text{I}_0 \cdot \cos^{2}\!\left(\theta\right)$$

trong đó I₀ là cường độ của ánh sáng phân cực tới, θ là góc giữa phương phân cực và trục truyền qua của kính phân cực, còn I là cường độ truyền qua thu được. Khi \(\theta = 0°\), toàn bộ ánh sáng đi qua (\(I = \text{I}_0\)); khi \(\theta = 90°\), kính phân cực chặn hoàn toàn ánh sáng (\(I = 0\)).

Quảng cáo

Cường độ truyền qua \(I = \text{I}_0 \cdot \cos^{2}\theta\) đạt cực đại ở 0° và bằng không ở 90°.

Cách Sử Dụng Máy Tính

Nhập cường độ ban đầu I₀ theo bất kỳ đơn vị thống nhất nào (W/m², lumen, hoặc một giá trị tương đối như 1) và góc θ theo độ. Máy tính sẽ cho ra cường độ ánh sáng truyền qua cùng với phần trăm ánh sáng đi qua được.

Ví Dụ Minh Họa

Giả sử ánh sáng phân cực có cường độ \(\text{I}_0 = 100 \text{ W/m}^2\) chiếu tới một kính phân cực dưới góc \(\theta = 60°\). Khi đó \(\cos(60°) = 0{,}5\), nên \(\cos^{2}(60°) = 0{,}25\), dẫn đến $$I = 100 \times 0{,}25 = 25 \text{ W/m}^2.$$ Chỉ 25% ánh sáng ban đầu được truyền qua.

Câu Hỏi Thường Gặp

Định luật này có áp dụng cho ánh sáng không phân cực không? Không. Định luật Malus chỉ áp dụng cho ánh sáng vốn đã được phân cực. Ánh sáng không phân cực khi đi qua kính phân cực đầu tiên sẽ giảm xuống còn một nửa cường độ (\(\text{I}_0/2\)) bất kể góc bao nhiêu, sau đó mới tuân theo định luật Malus với các kính phân cực tiếp theo.

Góc nào cho cường độ truyền qua bằng không? \(\theta = 90°\) (hai kính phân cực vuông góc) cho \(\cos^{2}(90°) = 0\), chặn toàn bộ ánh sáng.

Góc θ có thể lớn hơn 90° không? Có. Vì cos² có tính tuần hoàn nên công thức vẫn đúng với mọi góc; ví dụ 120° cho kết quả giống hệt 60°.