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马吕斯定律计算器
马吕斯定律计算器是一个有用的工具,它解释了偏振器的功能原理。根据光偏振方向与偏振器轴向之间的相对位置,可以透射不同数量的光。
通过了解初始光强度和偏振方向,您可以根据马吕斯定律轻松找到来自偏振器的输出强度。
光偏振
我们可以将光描述为相互振荡的电场和磁场形成的电磁波。这些振荡彼此垂直,同时垂直于波的传播方向。
如果振荡的方向在时间上保持恒定,则称光是线性偏振的。通常说光偏振的方向与电场振荡的方向相同。
我们可以通过在两种不同折射率介质边界上的反射获得偏振光,如果入射角等于布鲁斯特角,或者通过让光通过某些二向色晶体。
偏振器通常由长形分子制成,所有分子都沿同一方向排列。如果入射光束的偏振与排列方向相同,那么光最有可能被吸收。如果偏振垂直于分子的长轴,那么它几乎完全透射,这个方向就是偏振器的轴向。
马吕斯定律公式
辐照度(强度)是单位表面接收的功率量,因此我们通常以W/m²为单位测量。考虑到光子的波长,我们也可以使用流明计算器将它们转换为勒克斯,获得照度单位。我们可以计算通过理想偏振器的光强度,如下所示:
其中:
• 初始强度 – 入射光的辐照度
• θ – 光偏振与偏振器轴向之间的角度
• 强度 – 输出辐照度
旋转下的辐照度变化 – 一个例子
假设您想检查偏振光的强度在旋转偏振器时如何变化:
计算步骤:
1. 选择偏振器轴向相对于入射光偏振的几个不同值,例如:θ₁ = 20°,θ₂ = 45°,θ₃ = 70°。
2. 确定这些角度的cosθ,分别为0.939、0.707和0.342。
3. 找到这些值的平方:0.883、0.5、0.117。
4. 将它们乘以初始强度,比如I₀ = 5 W/m²:I₁ = 4.415 W/m²,I₂ = 2.5 W/m²,I₃ = 0.585 W/m²。
5. 或者简单地将数据输入这个马吕斯定律计算器并节省您的时间!
您总是可以将获得的结果表示为初始强度的百分比。
日常生活中的偏振器
您是否曾经想过为什么仅仅通过旋转相机中的偏振滤镜就可以消除水面上的光反射?现在您知道了秘密,更重要的是,您可以使用马吕斯定律计算器轻松预测效果。
偏光太阳镜: 偏光太阳镜也基于这种现象,因此它们可以在阳光明媚的日子里阻挡绝大多数偏振光。
当您旋转偏光太阳镜时,您会注意到来自水面、雪地或路面的眩光会在某些角度显著减少,这正是马吕斯定律在起作用。
摄影应用: 在摄影中,偏振滤镜(CPL滤镜)是非常有用的工具。它们可以减少非金属表面的反射,增强天空的对比度,使云朵更加突出。
通过旋转偏振滤镜,摄影师可以控制透射光的强度,从而获得理想的拍摄效果。马吕斯定律帮助我们理解和预测这些效果的强度变化。
偏振器的工作原理
偏振器通常由长形分子制成,所有分子都沿同一方向排列。事实证明,如果入射光束的偏振与排列方向相同,那么光最有可能被吸收。
如果偏振垂直于分子的长轴,那么它几乎完全透射,这个方向就是偏振器的轴向。如果偏振角度介于两者之间,它只能部分通过,其初始辐照度会降低。我们可以通过马吕斯定律确定确切的值。
考虑到光子的波长,我们还可以使用流明计算器将辐照度转换为勒克斯,获得照度单位。这在照明工程和光学设计中非常有用。
马吕斯定律不仅适用于理想的偏振器,在实际应用中,虽然会有一些能量损失,但基本原理仍然适用,使其成为光学设计和分析的重要工具。
常见问题
当偏振角度为45°时,透射光强度是多少?
当偏振角度为45°时,透射光强度是初始强度的50%。根据马吕斯定律:强度 = 初始强度 × cos²(45°) = 初始强度 × 0.5。
为什么偏光太阳镜可以减少眩光?
偏光太阳镜可以减少眩光是因为来自水面、雪地等表面的反射光通常是偏振的。偏光镜片的偏振轴设计为垂直于这些反射光的偏振方向,根据马吕斯定律,这样可以最大程度地阻挡眩光。
参数名 | 参数类型 | 默认值 | 是否必传 | 描述 |
---|---|---|---|---|
angleUnit | string | deg | 否 | 入射角度的单位 |
initialIntensity | number | 5.0 | 否 | 入射偏振光的初始光强度 |
initialIntensityUnit | string | W/m² | 否 | 初始光强的单位 |
outputIntensityUnit | string | W/m² | 否 | 期望的输出光强单位 |
angleOfIncidence | number | 45.0 | 否 | 光偏振方向与偏振器轴向之间的夹角 |
参数名 | 参数类型 | 默认值 | 描述 |
---|---|---|---|
transmissionPercentage | number | 透射比的百分比表示,范围0-100% | |
cosineSquaredValue | number | cos²θ的计算结果 | |
outputIntensity | number | 通过偏振器后的光强度 | |
outputIntensityUnit | string | 输出光强的单位 | |
transmissionRatio | number | 输出光强与初始光强的比值,范围0-1 |
错误码 | 错误信息 | 描述 |
---|---|---|
FP00000 | 成功 | |
FP03333 | 失败 |
参考上方对接示例