Calculadora da lei de Malus

A lei de Malus descreve como a intensidade da luz linearmente polarizada muda ao passar por um polarizador linear ideal chamado analisador. A intensidade transmitida I é igual à intensidade polarizada incidente I₀ multiplicada pelo quadrado do cosseno do ângulo θ entre a direção de polarização da luz e o eixo de transmissão do analisador. Quando os eixos se alinham a zero grau, o cosseno vale um e o analisador ideal transmite toda a intensidade polarizada. A noventa graus, os eixos ficam cruzados e a intensidade transmitida ideal é zero. A calculadora resolve qualquer uma das três variáveis. Para a intensidade final, calcula I₀ cos²(θ). Para recuperar a inicial, divide a intensidade final medida por cos²(θ). Essa operação inversa é indefinida a noventa graus, pois um analisador ideal cruzado não transmite informação sobre o valor original. Para determinar o ângulo principal, calcula o arco cosseno da raiz quadrada de I/I₀ e retorna um ângulo entre zero e noventa graus. Uma razão física entre intensidades deve estar entre zero e um. Os ângulos são informados em graus e convertidos internamente para o cálculo trigonométrico. A intensidade pode usar watts por metro quadrado ou outra unidade consistente, pois a razão é adimensional; a saída, porém, mostra W/m². O valor inicial da lei se refere à luz já linearmente polarizada imediatamente antes do analisador. Se luz não polarizada passa primeiro por um polarizador ideal, sua intensidade média cai à metade antes de aplicar a lei de Malus ao segundo polarizador. Sistemas ópticos reais se afastam do modelo ideal. Polarizadores têm transmissão finita, extinção imperfeita, dependência espectral e incerteza de alinhamento. Espalhamento, reflexões, polarização parcial, desvios do detector e iluminação de fundo podem deixar leituras não nulas com eixos cruzados. No laboratório, subtraia o fundo, meça a transmissão real dos componentes e inclua a incerteza. Ainda assim, a lei de Malus é um modelo fundamental e útil para polarimetria, filtros ópticos, telas de cristal líquido, análise de tensões, redução de ofuscamento e ensino de física. Esta ferramenta torna claros os cálculos diretos e inversos e exige a razão de intensidades necessária para um ângulo principal real.