Llei de Malus: dos polaritzadors en angle
1 · Prediu
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?
- 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»).
2 · Configura
- Obre el predefinit «Llei de Malus» i prem Restableix. Els eixos dels dos polaritzadors estan posats a 90° (totalment creuats: cap llum transmesa).
- Activa la lectura d'intensitat transmesa.
- Defineix l'angle entre els eixos dels dos polaritzadors per a cada prova i enregistra la fracció de llum transmesa pel segon.
3 · Recull dades
| Angle entre eixos Δθ (°) | Fracció transmesa (per P2) |
|---|---|
| 0.00 | |
| 45.00 | |
| 90.00 |
Representa la fracció transmesa (eix y) contra Δθ (eix x) per a les tres proves. On toca exactament zero?
4 · Analitza
- 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.
5 · Amplia
- 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.
La física al darrere d'aquest experiment
Llei de Malus
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.
Òptica
- Lent convergent: imatges reals més enllà de 2f
- El punt focal: on les imatges escapolen a l'infinit
- Una lent com a lupa
- Una lent divergent: sempre virtual, sempre reduïda
- Un mirall còncau: imatges reals com una lent convergent
- Un mirall convex: sempre una imatge virtual reduïda
- El mirall pla: un cas especial invariant
- Profunditat aparent: per què una piscina sembla menys fonda del que és
- Reflexió total interna: l'angle límit
- Un relé de dues lents: encadenar imatges
- El microscopi compost: dues lents per a gran augment
- Un ampliador fotogràfic: dues lents per a una imatge real més gran
138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles