Malusův zákon: dva polarizátory pod úhlem

1 · Predikuj

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

• 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).

2 · Sestavení

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.

3 · Sbírej data

Vynes propuštěný podíl (osa y) proti Δθ (osa x) pro své tři pokusy. Kde narazí přesně na nulu?

4 · Analyzuj

1. 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.
2. 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.

5 · Rozšiř

1. 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.
2. 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.

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky