Optik

krydsede polarisatorer

To polarisatorer ved 90° blokerer alt lys (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

krydsede polarisatorer — interaktiv Optik-simulation. To polarisatorer ved 90° blokerer alt lys (Malus: I = I₀cos²θ → 0). Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.

Malus' lov

To polarisatorer ved 90° blokerer alt lys (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Polarisatorer lader kun komponenten af det elektriske felt langs deres akse passere. Ved 90° krydsning overlever ingen komponent. Malus' lov forudsiger intensiteten I = I₀ cos²θ mellem vinklerne — grundlaget for polariserede solbriller og LCD-skærme.

• I = I₀ cos²θ
• Krydsede → mørke

Undersøgelsesoplæg

Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet

Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.

Drivende spørgsmål

Lys passerer gennem én polarisator og derefter en anden i en vis vinkel til den første. Afhænger den transmitterede intensitet glat af vinklen mellem de to polarisatorers akser?

Forudsigelser at afveje

• Den transmitterede intensitet falder lineært med vinklen.
• Lyset passerer enten helt eller blokeres helt — ingen glat overgang.
• Ja — den transmitterede intensitet følger cos² af vinklen mellem akserne og når nul ved præcis 90° ('krydsede' polarisatorer).

Variablers roller

Det, du indstiller:

• Vinkel mellem akser Δθ (°)

Det, du måler:

• Transmitteret brøkdel (gennem P2)

Sådan forløber undersøgelsen

1. Åbn forudstillingen crossed-polarizers, og tryk på Nulstil. De to polarisatorers akser er indstillet 90° fra hinanden (helt krydsede — intet lys transmitteres).
2. Slå aflæsningen af transmitteret intensitet til.
3. Indstil vinklen mellem de to polarisatorers akser for hver måling, og registrér brøkdelen af lys, der transmitteres gennem den anden.

Styrende ligning

Malus' lov — I = I₀·cos²θ

Lys, der allerede er polariseret langs én akse, og som passerer gennem en anden polarisator i vinklen Δθ til den første, transmitterer brøkdelen cos²(Δθ) af sin intensitet. Ved Δθ = 90° ('krydsede') falder transmissionen til præcis nul.

Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud

• Beregn for én måling brøkdelen transmitteret gennem den anden polarisator som 0.5·cos²(Δθ) — 0.5 er den upolariserede kilde, der mister halvdelen af sin intensitet ved den første polarisator, og cos²(Δθ) er Malus' lov ved den anden. Sammenlign med tabellen.
• Forklar, hvorfor brøkdelen transmitteret gennem P2 kun afhænger af VINKLEN MELLEM de to akser, ikke af deres absolutte orientering — og hvorfor præcis 90° ('krydsede') giver nul transmission.

Hvor det viser sig uden for laboratoriet

• Polariserede solbriller blokerer vandret polariseret blænding (som refleksioner fra vand eller veje) ved at orientere deres polarisationsakse lodret. Forklar ved hjælp af Malus' lov, hvorfor det at vippe hovedet til siden med polariserede solbriller pludselig kan få blændingen til at dukke op igen.
• LCD-skærme bruger krydsede polarisatorer med et væskekrystallag imellem, der kan rotere lysets polarisation på kommando og styre, hvor meget lys der kommer gennem hver pixel. Forklar, hvorfor 'krydsede' (frem for parallelle) polarisatorer er den naturlige standard-'slukket'-tilstand for en pixel.

• 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. Velkommen til Krydsede polarisatorer
2. Vælg den første polarisator
3. Tryk på Afspil
4. Intensitet gennem polarisatorer
5. Åbn egenskabspanelet
6. Du klarede det!

Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.

Åbn interaktivt laboratorium →

Download labark →

Polarisation og Malus' lov