Lei de malus

A lei de Malus no laboratório de Física experimental
Rafael Mendonça Almeida, IFMA

RESUMO
A lei de Malus dá a intensidade resultante de um feixe de luz quando no caminho desta é colocado um polarizador. Neste experimento, tem-se como objetivo verificar tal lei a partir do uso de polarizadores Polaroid em um aparelho denominado polariscópio de Nörremberg.

1. INTRODUÇÃO
Seja uma onda eletromagnética com os vetores E e B perpendiculares entre si e à direção de propagação da onda, característica básica de uma onda plana transversal. A direção de polarização é definida, por convenção, como sendo a do campo elétrico da onda (a direção y na Fig. 1). O plano determinado pelo vetor E e a direção de propagação da onda (o plano xy na Fig. 1) é chamado plano de polarização da onda. Ao especificar duas direções associadas a uma onda eletromagnética (a direção de propagação e a direção de E) dá-se a descrição completa dos aspectos direcionais da onda, pois a direção de B fica determinada por estas direções.

Fig. [ 1 ] – Uma foto instantânea de uma onda eletromagnética que se propaga, mostrando os vetores E e B. A onda é linearmente polarizada, neste caso na direção y. O plano de polarização é definido como o plano contendo o vetor E e a direção de propagação; neste caso, o plano de polarização é o plano xy.

Diz-se que a onda ilustrada na Fig. 1 é linearmente polarizada (ou plano-polarizada). Isto significa que o campo E permanece em uma direção fixa (a direção y na Fig. 1) conforme a onda se propaga.
A lei de Malus dá a intensidade luminosa produzida quando um polarizador é colocado na frente de um feixe incidente. No MKS,

I=12cε0E02cos2θ=I0cos2θ | (1) |

onde c é a velocidade da luz, εo é a permissividade do espaço livre, Eo é a magnitude do campo elétrico na onda eletromagnética e θ é o ângulo entre o eixo de polarização do polaróide analisador e o do polarizador. Na seção PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL, observar-se-á o esquema de um polariscópio de