Optika

Překřížené polarizátory

Dva polarizátory pod 90° zablokují všechno světlo (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Překřížené polarizátory — interaktivní simulace Optika. Dva polarizátory pod 90° zablokují všechno světlo (Malus: I = I₀cos²θ → 0). Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.

Malusův zákon

Dva polarizátory pod 90° zablokují všechno světlo (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Polarizátory propouštějí jen složku elektrického pole podél své osy. Při křížení 90° žádná složka nepřežije. Malusův zákon předpovídá intenzitu I = I₀ cos²θ mezi úhly — základ polarizačních brýlí a LCD displejů.

• I = I₀ cos²θ
• Křížené → tma

Souhrn zkoumání

Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř

Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.

Hlavní otázka

Světlo projde jedním polarizátorem, pak druhým pod nějakým úhlem k prvnímu. Závisí propuštěná intenzita hladce na úhlu mezi osami dvou polarizátorů?

Predikce k zvážení

• Propuštěná intenzita klesá lineárně s úhlem.
• Světlo buď projde úplně, nebo je úplně blokováno — žádný hladký přechod.
• Ano — propuštěná intenzita sleduje cos² úhlu mezi osami, dosahujíc přesně nuly při 90° („křížené“ polarizátory).

Role proměnných

Co nastavuješ:

• Úhel mezi osami Δθ (°)

Co měříš:

• Propuštěný podíl (přes P2)

Jak zkoumání probíhá

1. Otevři předvolbu crossed-polarizers a stiskni Resetovat. Osy dvou polarizátorů jsou nastaveny 90° od sebe (plně křížené — žádné světlo propuštěno).
2. Zapni odečet propuštěné intenzity.
3. Nastav úhel mezi osami dvou polarizátorů pro každý pokus a zapiš podíl světla propuštěného druhým.

Řídící rovnice

Malusův zákon — I = I₀·cos²θ

Světlo už polarizované podél jedné osy, procházející druhým polarizátorem pod úhlem Δθ k prvnímu, propouští zlomek cos²(Δθ) své intenzity. Při Δθ = 90° („křížené“) přenos klesne přesně na nulu.

Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat

• Pro jeden pokus spočti podíl propuštěný druhým polarizátorem jako 0.5·cos²(Δθ) — 0.5 je ztráta poloviny intenzity nepolarizovaného zdroje na prvním polarizátoru a cos²(Δθ) je Malusův zákon na druhém. Porovnej s tabulkou.
• Vysvětli, proč podíl propuštěný přes P2 závisí jen na ÚHLU MEZI osami, ne na jejich absolutní orientaci — a proč přesně 90° („křížené“) dává nulový přenos.

Kde se to objevuje mimo laboratoř

• Polarizační sluneční brýle blokují horizontálně polarizovaný odlesk (jako odrazy od vody nebo silnic) vertikální orientací své polarizační osy. Vysvětli pomocí Malusova zákona, proč naklonění hlavy stranou v polarizačních brýlích může nechat odlesk náhle znovu objevit.
• LCD displeje používají křížené polarizátory s vrstvou kapalného krystalu mezi nimi, která dokáže na povel otočit polarizaci světla a řídit, kolik světla projde každým pixelem. Vysvětli, proč „křížené“ (místo paralelní) polarizátory jsou přirozeným výchozím stavem „vypnuto“ pixelu.

• 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. Vítej v Křížených polarizátorech
2. Vyber první polarizátor
3. Stiskni Spustit
4. Intenzita přes polarizátory
5. Otevři panel Vlastnosti
6. Povedlo se!

Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.

Otevřít interaktivní laboratoř →

Stáhnout pracovní list →

Polarizace a Malusův zákon