Νόμος Malus: Δύο πολωτές υπό γωνία

1 · Πρόβλεψε

Φως περνά μέσα από έναν πολωτή, και μετά δεύτερο υπό κάποια γωνία προς τον πρώτο. Η μεταδιδόμενη ένταση εξαρτάται ομαλά από τη γωνία μεταξύ των αξόνων των δύο πολωτών;

• Η μεταδιδόμενη ένταση μειώνεται γραμμικά με τη γωνία.
• Το φως είτε περνά εντελώς είτε μπλοκάρεται εντελώς — καμία ομαλή μετάβαση.
• Ναι — η μεταδιδόμενη ένταση ακολουθεί το cos² της γωνίας μεταξύ των αξόνων, φτάνοντας μηδέν ακριβώς στις 90° («σταυρωτοί» πολωτές).

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή crossed-polarizers και πάτησε Επαναφορά. Οι άξονες των δύο πολωτών ρυθμίζονται 90° μεταξύ τους (πλήρως σταυρωτοί — κανένα φως δεν μεταδίδεται).
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη μεταδιδόμενης έντασης.
3. Ρύθμισε τη γωνία μεταξύ των αξόνων των δύο πολωτών για κάθε δοκιμή και κατέγραψε το κλάσμα φωτός που μεταδίδεται μέσω του δεύτερου.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χαράξε το μεταδιδόμενο κλάσμα (άξονας y) έναντι του Δθ (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου. Πού χτυπά ακριβώς το μηδέν;

4 · Ανάλυση

1. Για μία δοκιμή, υπολόγισε το μεταδιδόμενο κλάσμα μέσω του δεύτερου πολωτή ως 0.5·cos²(Δθ) — το 0.5 είναι η αποπολωμένη πηγή χάνοντας το μισό της έντασής της στον πρώτο πολωτή, και το cos²(Δθ) είναι ο νόμος Malus στον δεύτερο. Σύγκρινε με τον πίνακα.
2. Εξήγησε γιατί το μεταδιδόμενο κλάσμα μέσω P2 εξαρτάται μόνο από τη ΓΩΝΙΑ ΜΕΤΑΞΥ των δύο αξόνων, όχι από τον απόλυτο προσανατολισμό τους — και γιατί ακριβώς 90° («σταυρωτοί») δίνει μηδενική διαβίβαση.

5 · Επέκταση

1. Πολωτικά γυαλιά ηλίου μπλοκάρουν οριζόντια-πολωμένη λάμψη (όπως ανακλάσεις από νερό ή δρόμους) προσανατολίζοντας τον πολωτικό τους άξονα κατακόρυφα. Εξήγησε, χρησιμοποιώντας τον νόμο Malus, γιατί η κλίση του κεφαλιού σου στο πλάι φορόντας πολωτικά γυαλιά ηλίου μπορεί να κάνει τη λάμψη να επανεμφανιστεί αιφνίδια.
2. Οι οθόνες LCD χρησιμοποιούν σταυρωτούς πολωτές με στρώμα υγρού κρυστάλλου μεταξύ τους που μπορεί να περιστρέψει την πόλωση του φωτός κατά παραγγελία, ελέγχοντας πόσο φως περνά μέσω κάθε pixel. Εξήγησε γιατί οι «σταυρωτοί» (αντί για παράλληλοι) πολωτές είναι η φυσική προεπιλογή «ανενεργής» κατάστασης για pixel.

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής