Um feixe de luz não polarizada, com velocidade na direção do eixo y, incide sucessivamente sobre dois polarizadores, paralelos ao plano xz, com eixos de polarização respectivamente ao longo de x e de z.
Qual a intensidade média da onda depois de atravessar o sistema?
Qual a intensidade média da onda depois de atravessar o sistema?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre polarização da luz! A gente tem um feixe de luz não polarizada que passa por dois polarizadores alinhados nos eixos x e z. Precisamos descobrir qual é a intensidade média da luz depois de passar por esses dois filtros. Para isso, vamos usar conhecimentos sobre como a intensidade da luz muda ao passar por polarizadores.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a luz não polarizada tem vibrações em todas as direções perpendiculares à direção de propagação. Quando essa luz passa por um primeiro polarizador, ela se torna polarizada na direção do eixo desse polarizador. Além disso, a intensidade da luz é reduzida à metade. Se a intensidade inicial é $ I_0 $, após o primeiro polarizador, a intensidade $ I_1 $ é:
Passo 3
Agora, a luz já está polarizada ao longo do eixo x e vai passar pelo segundo polarizador, que está alinhado no eixo z. A intensidade da luz que passa por dois polarizadores é dada pela Lei de Malus:
Onde:
- $ I $ é a intensidade final,
- $ I_1 $ é a intensidade após o primeiro polarizador,
- $ \theta $ é o ângulo entre os eixos de polarização dos dois polarizadores.
No nosso caso, os polarizadores estão no eixo x e no eixo z, ou seja, o ângulo $ \theta = 90^\circ $. Calculando:
Portanto:
Resposta
A intensidade média da onda depois de atravessar o sistema é zero.