말뤼스 법칙 계산기

말뤼스 법칙으로 편광 세기, 초기 세기 또는 검광자 각도를 계산하세요.

말뤼스 법칙 계산
구할 변수를 선택하고 나머지 두 값을 입력하세요.

말뤼스 법칙 안내

말뤼스 법칙은 선편광이 검광자라는 이상적인 선형 편광자를 통과할 때 세기가 어떻게 변하는지 설명합니다. 투과 세기 I는 입사 편광 세기 I₀에 편광 방향과 검광자 투과축 사이 각도 θ의 코사인 제곱을 곱한 값입니다. 영도에서 축이 나란하면 코사인이 일이므로 이상적인 검광자는 편광 세기 전체를 투과시킵니다. 구십도에서는 축이 직교하여 이상적인 투과 세기가 영이 됩니다. 계산기는 세 변수 중 어느 하나라도 구할 수 있습니다. 최종 세기는 I₀ cos²(θ)로 계산하며, 초기 세기는 측정된 최종 세기를 cos²(θ)로 나누어 구합니다. 구십도에서는 이상적인 직교 검광자가 원래 세기의 정보를 전달하지 않으므로 역산이 정의되지 않습니다. 검광자 각도의 주값은 I/I₀의 제곱근에 역코사인을 적용하여 영도부터 구십도 사이로 표시합니다. 물리적으로 가능한 입력 세기 비율은 영과 일 사이여야 합니다. 각도는 도 단위로 입력하고 삼각함수 계산을 위해 내부에서 변환합니다. 세기 비율은 무차원이므로 와트 매 제곱미터 또는 일관된 다른 세기 단위를 사용할 수 있지만, 출력 표시는 W/m²입니다. 말뤼스 법칙의 초기값은 검광자 직전에 이미 선편광된 빛을 뜻합니다. 비편광이 먼저 이상적인 편광자를 통과하면 평균 세기가 절반으로 줄어들고, 그다음 두 번째 편광자에 말뤼스 법칙을 적용합니다. 실제 광학계는 이상 모델과 다릅니다. 편광자는 유한한 투과율, 불완전한 소광, 파장 의존성과 정렬 불확도를 가집니다. 산란, 반사, 부분 편광, 검출기 오프셋과 배경광 때문에 축이 직교해도 영이 아닌 값이 측정될 수 있습니다. 실험에서는 배경을 빼고 실제 부품 투과율을 측정하며 불확도를 고려하세요. 그래도 말뤼스 법칙은 편광 측정, 광학 필터, 액정 디스플레이, 응력 분석, 눈부심 감소와 물리 교육의 기초가 되는 유용한 모델입니다. 이 도구는 순방향과 역방향 계산을 명확히 보여 주고, 실수인 주값 각도에 필요한 세기 비율 조건을 적용합니다.

말뤼스 법칙 예시

축 정렬, 기울어진 각도, 직교 및 역산 사례입니다.

알려진 값결과해석
I₀ = 100 W/m², θ = 30°I = 75 W/m²검광자는 세기의 사분의 삼을 투과시킵니다.
I₀ = 50 W/m², θ = 90°I = 0 W/m²이상적인 직교 편광자는 빛을 차단합니다.
I = 25 W/m², θ = 45°I₀ = 50 W/m²역산으로 초기 세기를 복원합니다.
I₀ = 200 W/m², I = 50 W/m²θ = 60°사분의 일 투과는 육십도에 해당합니다.

말뤼스 법칙 계산기 사용 방법

  1. 최종 세기, 초기 세기 또는 각도 중 구할 항목을 선택하세요.
  2. 표시된 세기 단위와 도 단위로 알려진 두 값을 입력하세요.
  3. 계산을 선택하여 정리된 말뤼스 법칙 식을 풉니다.
  4. 역산 결과가 세기와 각도의 물리적 범위에 맞는지 확인하세요.

자주 묻는 질문

말뤼스 법칙은 어떤 각도를 사용하나요?

입사 편광 방향과 검광자 투과축 사이의 각도입니다. 일반적으로 빛이 물질을 통과하는 경로의 각도가 아닙니다.

코사인을 왜 제곱하나요?

검광자 축에 투영된 전기장 진폭은 코사인에 따라 변합니다. 세기는 진폭의 제곱에 비례하므로 코사인 제곱 관계가 됩니다.

최종 세기가 초기 세기보다 클 수 있나요?

말뤼스 법칙이 설명하는 이상적인 수동 검광자에서는 불가능합니다. 최종값이 더 크다면 입력 불일치, 계의 다른 부분에서의 증폭 또는 측정 오차를 의미합니다.

비편광에도 적용되나요?

먼저 이상적인 첫 편광자의 평균 이분의 일 투과를 적용하세요. 그다음 형성된 편광축을 기준으로 후속 검광자의 투과를 말뤼스 법칙으로 계산합니다.

직교 편광자에서도 빛이 일부 통과하는 이유는 무엇인가요?

실제 편광자는 소광비가 유한하고 정렬 오차가 있을 수 있습니다. 미광, 산란, 파장 효과와 검출기 배경 신호도 영이 아닌 측정값을 만들 수 있습니다.