Unpolarisiertes Licht durch Polarisator berechnen

Geben Sie eine endliche, nicht negative Eingangsintensität in Watt pro Quadratmeter oder einer anderen konsistenten Einheit ein; das Ergebnis beträgt exakt die Hälfte. Da das Modell wirklich unpolarisiertes Licht und einen idealen Polarisator voraussetzt, ist kein Polarisatorwinkel nötig. Die Ausgabe enthält die ursprüngliche und die transmittierte Intensität sowie den festen Transmissionsanteil und eignet sich damit für Unterricht, Laborplanung und Abschätzungen optischer Systeme.

Warum ein idealer Polarisator die Hälfte überträgt

Unpolarisiertes Licht besitzt keine einzelne bevorzugte Richtung des elektrischen Feldes. Über die Zeit sind die Orientierungen seines transversalen Feldes gleichmäßig um die Ausbreitungsrichtung verteilt. Ein idealer linearer Polarisator wählt die Komponente entlang seiner Transmissionsachse aus. Bei einem Feld, das zu dieser Achse geneigt ist, folgt die transmittierte Intensität dem Quadrat der Projektion, also dem quadrierten Kosinus des Winkels. Der Mittelwert dieses Faktors über alle gleich häufig vertretenen Orientierungen beträgt exakt ein Halb. Ist die Eingangsintensität I, so ist die Intensität nach einem idealen Polarisator folglich I geteilt durch zwei. Das ist keine Rundungsnäherung des Rechners, sondern der Mittelwert des idealen Modells. Die Ausgabe nennt außerdem den Transmissionsanteil 0.5. Weil das einfallende Licht unpolarisiert ist, verändert das Drehen des einzelnen Polarisators die mittlere übertragene Intensität nicht. Es ändert lediglich die Polarisationsrichtung des austretenden Lichts.

Intensität eingeben und richtig deuten

Geben Sie die Eingangsintensität als endliche, nicht negative Zahl ein. Sie können Watt pro Quadratmeter, Milliwatt pro Quadratzentimeter oder jede andere passende Intensitätseinheit verwenden, denn die Rechnung ist eine dimensionslose Skalierung mit einem Halb. Das Ergebnis behält die Einheit der Eingabe bei; halten Sie diese Einheit deshalb zusammen mit dem Wert in Ihren Notizen oder Ihrer Anwendung fest. Eine Eingabe in Watt pro Quadratmeter ergibt beispielsweise eine Ausgabe in derselben Einheit. Null ist zulässig und liefert null, negative Werte werden dagegen abgelehnt, weil eine physikalische optische Intensität nicht negativ sein kann. Der Rechner wandelt keine Einheiten um, leitet keine Einheit ab und deutet Leistung nicht als Intensität. Beginnen Sie mit der gesamten optischen Leistung, gilt der Faktor ein Halb im idealen Modell ebenfalls, sofern der gesamte Strahl erfasst wird; kennzeichnen Sie die Größe dann jedoch als Leistung. Automatisierte API-Anfragen kosten $0.002; im Browser läuft dieselbe deterministische Formel.

Wann die Halbierungsregel gilt

Verwenden Sie diese Rechnung, wenn der einfallende Strahl unpolarisiert ist und einen einzelnen idealen linearen Polarisator durchläuft. Diese Bedingungen sind entscheidend. Nach dem ersten Polarisator ist das austretende Licht linear polarisiert. Für einen zweiten Polarisator benötigen Sie deshalb das Malus-Gesetz und den Winkel zwischen beiden Transmissionsachsen. Teilweise oder bereits polarisiertes Eingangslicht erfordert ebenfalls Angaben zu Polarisationszustand und Orientierung; eine einfache Halbierung kann dort falsch sein. Ein realer Polarisator absorbiert und reflektiert zusätzlich Licht oder lässt unerwünschte Anteile passieren. Seine gemessene Transmission kann daher kleiner als oder anders als ein Halb sein; für technische Toleranzen sollten Sie die Herstellerdaten verwenden. Dieses Werkzeug beschränkt sich bewusst auf den Lehrbuchfall: Extinktionsverhältnis, spektrale Antwort, Oberflächenverluste, Strahlgeometrie und Detektorantwort bleiben unberücksichtigt. Dadurch eignet es sich zum Prüfen von Aufgaben, als Referenz vor dem Ergänzen realer Verluste und zum Testen optischer Software.