Òptica

Polaritzadors creuats

Dos polaritzadors a 90° bloquegen tota la llum (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Polaritzadors creuats — simulació interactiva de Òptica. Dos polaritzadors a 90° bloquegen tota la llum (Malus: I = I₀cos²θ → 0). Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.

Llei de Malus

Dos polaritzadors a 90° bloquegen tota la llum (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Els polaritzadors transmeten només la component del camp elèctric al llarg del seu eix. A creu de 90°, cap component no sobreviu. La llei de Malus prediu la intensitat I = I₀ cos²θ entre angles: fonament de les ulleres de sol polaritzades i les pantalles LCD.

• I = I₀ cos²θ
• Creuats → foscor

Resum de la investigació

Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori

El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.

Pregunta conductora

La llum passa per un polaritzador i després per un segon en cert angle respecte del primer. Depèn suaument la intensitat transmesa de l'angle entre els eixos dels dos polaritzadors?

Prediccions a valorar

• La intensitat transmesa disminueix linealment amb l'angle.
• La llum o passa completament o queda completament blocada: cap transició suau.
• Sí: la intensitat transmesa segueix el cos² de l'angle entre els eixos, arribant a zero exactament a 90° (polaritzadors «creuats»).

Rols de les variables

El que tu defines:

• Angle entre eixos Δθ (°)

El que tu mesures:

• Fracció transmesa (per P2)

Com funciona la investigació

1. Obre el predefinit «Llei de Malus» i prem Restableix. Els eixos dels dos polaritzadors estan posats a 90° (totalment creuats: cap llum transmesa).
2. Activa la lectura d'intensitat transmesa.
3. Defineix l'angle entre els eixos dels dos polaritzadors per a cada prova i enregistra la fracció de llum transmesa pel segon.

Equació governant

Llei de Malus — I = I₀·cos²θ

La llum ja polaritzada al llarg d'un eix, passant per un segon polaritzador en angle Δθ respecte del primer, transmet una fracció cos²(Δθ) de la seva intensitat. A Δθ = 90° («creuats»), la transmissió cau a exactament zero.

El que el full imprimible demana treballar a l'alumne

• Per a una prova, calcula la fracció transmesa pel segon polaritzador com a 0.5·cos²(Δθ): el 0.5 és la font no polaritzada perdent mitja intensitat al primer polaritzador, i el cos²(Δθ) és la llei de Malus al segon. Compara-ho amb la taula.
• Explica per què la fracció transmesa per P2 depèn només de l'ANGLE ENTRE els dos eixos, no de la seva orientació absoluta — i per què exactament 90° («creuats») dóna transmissió zero.

On apareix això més enllà del laboratori

• Les ulleres de sol polaritzades bloquen l'enlluernament polaritzat horitzontalment (com reflexions sobre aigua o carreteres) orientant verticalment el seu eix polaritzador. Explica, amb la llei de Malus, per què inclinar el cap de costat mentre portes ulleres polaritzades pot fer reaparèixer de cop l'enlluernament.
• Les pantalles LCD fan servir polaritzadors creuats amb una capa de cristall líquid entre ells que pot girar la polarització de la llum a comandament, controlant quanta llum passa per cada píxel. Explica per què els polaritzadors «creuats» (en lloc de paral·lels) són l'estat «apagat» natural per defecte d'un píxel.

• 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. Benvingut a Polaritzadors creuats
2. Selecciona el primer polaritzador
3. Prem Reprodueix
4. Intensitat a través dels polaritzadors
5. Obre el panell de Propietats
6. Ho has aconseguit!

Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.

Obre el laboratori interactiu →

Descarrega el full de treball →

Polarització i llei de Malus