Um feixe luminoso viajando na direção positiva de x atravessa um polarizador cujo eixo de transmissão está na direçao do eixo z. Suponha que o filtro seja girado de 40^circ no sentido horário do eixo x. Com a rotação, comente sobre a intensidade luminosa nos seguintes casos:
Se a luz incidente for não polarizada.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz o seguinte:
Você tem um feixe de luz viajando ao longo do eixo x que passa por um polarizador cujo eixo de transmissão inicial está apontando para z. Aí o filtro é girado em 40° no sentido horário em torno do eixo x. A pergunta é: o que acontece com a intensidade transmitida se a luz que chega não for polarizada?
Conteúdo: polarização de luz e Lei de Malus.
O que vamos precisar:
  • Entender o que é luz não polarizada.
  • Saber como um polarizador age sobre luz não polarizada (Lei de Malus adaptada).

Passo 2

Primeiro, o que é luz não polarizada?
Ela pode ser vista como um “embaralhado” de todas as direções de polarização possíveis; não tem uma direção favorita.
Teoricamente, quando você passa essa luz num polarizador, metade da energia média sempre “bate” certo com o eixo de transmissão e a outra metade “bate” em polarização ortogonal, que é bloqueada.

Passo 3

A Lei de Malus original diz para luz já polarizada:
I = I0 cos^2theta,
onde é o ângulo entre a polarização da luz e o eixo do polarizador.
Mas para luz não polarizada, como não há direção única, a gente faz uma média de para todos os de 0 a . Essa média é ½.
Portanto, qualquer polarizador vai transmitir metade da intensidade de uma luz não polarizada, independente do ângulo de rotação.

Resposta

A intensidade transmitida é
I = I02
Ou seja, você sempre fica com 50% da intensidade incidente.

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