Um par de óculos escuros para sol é mantido em frente a uma tela plana (ligada) de um computador, com as lentes paralelas a tela. Quando elas são giradas, em relação a um eixo perpendicular à tela, nota-se que a intensidade da luz proveniente da tela, e que atravessa as lentes, varia. Por quê?

Passo 1

O enunciado descreve a seguinte situação: uma tela plana de computador (que emite luz) e um par de óculos escuros cujas lentes estão paralelas à tela. Quando giramos as lentes em torno de um eixo que sai da tela em nossa direção (eixo perpendicular à tela), a intensidade da luz que atravessa as lentes varia. O conteúdo principal aqui é polarização da luz e o que acontece quando fazemos passar luz polarizada por um polarizador.

Passo 2

Primeiro, vamos entender por que a luz da tela é polarizada. A maioria das telas de cristal líquido (LCD) contém filmes polarizadores internos que emitem luz com uma direção de vibração preferencial (luz linearmente polarizada). Ou seja, a luz que chega aos nossos olhos já possui um plano de polarização bem definido.

Passo 3

Agora, os óculos escuros funcionam como polarizadores lineares: cada lente só deixa passar a componente do campo elétrico no eixo de polarização da lente. Se I_0 é a intensidade da luz polarizada que chega à lente e \theta é o ângulo entre a direção de polarização da lente e a direção de polarização da luz incidente, então a intensidade transmitida I obedece à Lei de Malus:
I = I_0 \cos^2\!\theta.
Quando \theta=0, temos I=I_0 (máxima transmissão); quando \theta=90^\circ, temos I=0 (bloqueio total).

Passo 4

Ao girar as lentes em torno do eixo perpendicular à tela, mudamos o ângulo \theta entre o polarizador interno da tela e o polarizador das lentes. Isso faz com que a intensidade I varie de acordo com \cos^2\!\theta, ficando mais clara em alguns ângulos e mais escura em outros.

Resposta

A variação da intensidade acontece porque a luz da tela é linearmente polarizada e as lentes dos óculos são polarizadores. Ao girar as lentes, o ângulo de polarização relativo muda e, segundo a Lei de Malus ( I=I_0\cos^2\theta), a intensidade transmitida varia.

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