Ley de Malus

La ley de Malus, indica que la intensidad de un rayo de luz polarizado linealmente, que atraviesa un analizador perfecto y de eje óptico vertical equivale a:

Ilustración de la ley de Malus: el eje rojo del polarizador forma con el eje negro polarización de la onda incidente, un ángulo $\theta$. La onda resorte polarizada sigue la misma dirección que el eje del polarizador, y atenuada.

$I=I_{0}\cos ^{2}\theta _{i}$

Etimología

Llamada así en honor al físico francés Étienne-Louis Malus quien trabajó en la intensidad de la luz y la descubrió en 1809.

Simbología

Simbología

Símbolo	Nombre
$E$	Campo eléctrico resultante
$E_{0}$	Campo eléctrico inicial
	Intensidad
$A$	Absorción óptica
$I$	Intensidad resultante
$I_{0}$	Intensidad inicial
$I_{M}$	Intensidad máxima transmitida
$I_{m}$	Intensidad mínima transmitida
$P$	Grado de polarización
$\rho _{P}$	Relación de extinción
$\theta _{i}$	Ángulo entre el eje del analizador y el eje de polarización de la luz incidente

Descripción

Deducción

	1	2
Ecuaciones	$E=E_{0}\ \cos \theta _{i}$	$I\propto E^{2}$
Sustituyendo	$I=(E_{0})^{2}\ \cos ^{2}\theta _{i}$
Sustituyendo	$I=I_{0}\ \cos ^{2}\theta _{i}$

$I=I_{0}\cos ^{2}\theta _{i}$

Cuando el polarizador cuenta con una absorción óptica $A$, la ley de Malus se puede modificar como:

$I=I_{0}\cos ^{2}\theta _{i}+A$

Sin embargo, también se puede demostrar algebraicamente que esta relación se puede rescribir como:​

$I=I_{M}\ \cos ^{2}\theta _{i}+\rho _{P}\ I_{M}\ \sin ^{2}\theta _{i}$

tal que;

$\rho _{P}={\frac {1-P}{1+P}}={\frac {I_{m}}{I_{M}}}$

$P={\frac {I_{M}-I_{m}}{I_{M}+I_{m}}}$

Esta última relación es más física en términos de la cantidad de luz que atraviesa por el polarizador.

Esta ley es importante para la caracterización de sensores ópticos y polarizadores lineales. Por ejemplo, los polarizadores orgánicos que se emplean como filtros de cámara y en el cine 3D se usan polarizadores orgánicos dicroicos, estos materiales pasan por pruebas de control mediante la Ley de Malus, pues se busca que transmitan la mayor cantidad de luz y con el mayor contraste posible.​

Referencias

• Datos: Q2120971
• Multimedia: Polarization (waves) / Q2120971