Оптика

Кръстосани поляризатори

Два поляризатора под 90° блокират цялата светлина (Малюс: I = I₀cos²θ → 0).

Кръстосани поляризатори — интерактивна симулация Оптика. Два поляризатора под 90° блокират цялата светлина (Малюс: I = I₀cos²θ → 0). Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.

Закон на Малюс

Два поляризатора под 90° блокират цялата светлина (Малюс: I = I₀cos²θ → 0).

Поляризаторите пропускат само компонентата на електрическото поле по оста си. При кръстосване 90° никоя компонента не оцелява. Законът на Малюс предсказва интензитет I = I₀ cos²θ между ъглите — основа за поляризирани слънчеви очила и LCD дисплеи.

• I = I₀ cos²θ
• Кръстосани → тъмно

Резюме на изследването

Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията

Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.

Водещ въпрос

Светлина минава през един поляризатор, после втори под някакъв ъгъл спрямо първия. Зависи ли предаденият интензитет плавно от ъгъла между осите на двата поляризатора?

Предсказвания за преценка

• Предаденият интензитет намалява линейно с ъгъла.
• Светлината или минава изцяло, или е изцяло блокирана — няма плавен преход.
• Да — предаденият интензитет следва cos² на ъгъла между осите, достигайки нула точно на 90° („кръстосани“ поляризатори).

Роли на променливите

Какво задаваш ти:

• Ъгъл между осите Δθ (°)

Какво измерваш:

• Предадена част (през P2)

Как протича изследването

1. Отвори настройката кръстосани поляризатори и натисни Нулирай. Осите на двата поляризатора са зададени на 90° една от друга (изцяло кръстосани — никаква светлина се предава).
2. Включи показанието за предаден интензитет.
3. Задай ъгъла между осите на двата поляризатора за всеки опит и запиши частта светлина, предадена през втория.

Управляващо уравнение

Закон на Малюс — I = I₀·cos²θ

Светлина, вече поляризирана по една ос, минаваща през втори поляризатор под ъгъл Δθ спрямо първия, предава част cos²(Δθ) от своя интензитет. При Δθ = 90° („кръстосано“) предаването пада до точно нула.

Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист

• За един опит изчисли частта, предадена през втория поляризатор, като 0.5·cos²(Δθ) — 0.5 е неполяризираният източник, губещ половината си интензитет на първия поляризатор, а cos²(Δθ) е законът на Малюс на втория. Сравни с таблицата.
• Обясни защо частта, предадена през P2, зависи само от ЪГЪЛА МЕЖДУ двете оси, не от тяхната абсолютна ориентация — и защо точно 90° („кръстосано“) дава нула предаване.

Къде това се появява извън лабораторията

• Поляризираните слънчеви очила блокират хоризонтално-поляризиран отблясък (като отражения от вода или пътища), като ориентират поляризационната си ос вертикално. Обясни, със закона на Малюс, защо накланянето на главата ти настрани с поляризирани слънчеви очила може да накара отблясъка внезапно да се появи отново.
• LCD екраните ползват кръстосани поляризатори със слой течен кристал между тях, който може да върти поляризацията на светлината по команда, контролирайки колко светлина минава през всеки пиксел. Обясни защо „кръстосани“ (а не успоредни) поляризатори са естественото състояние „изключено“ по подразбиране за пиксел.

• AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
• IB Physics — C.3 Wave phenomena
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Добре дошъл при кръстосаните поляризатори
2. Избери първия поляризатор
3. Натисни Пусни
4. Интензитет през поляризатори
5. Отвори панела Свойства
6. Справи се!

Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.

Отвори интерактивната лаборатория →

Изтегли работния лист →

Поляризация и закон на Малюс