Optika

Ristatud polarisaatorid

Kaks ristatud polarisaatorit 90° juures blokeerivad kogu valguse (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Ristatud polarisaatorid — interaktiivne Optika simulatsioon. Kaks ristatud polarisaatorit 90° juures blokeerivad kogu valguse (Malus: I = I₀cos²θ → 0). Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.

Maluse seadus

Kaks ristatud polarisaatorit 90° juures blokeerivad kogu valguse (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Polarisaatorid edastavad ainult elektrivälja komponendi mööda oma telge. 90° ristamisel ei jää komponenti alles. Maluse seadus ennustab intensiivsust I = I₀ cos²θ nurkade vahel — polariseeritud päikeseprillide ja LCD-ekraanide alus.

• I = I₀ cos²θ
• Ristatud → tume

Uurimise kokkuvõte

Planeeri küsimus enne labori avamist

Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.

Juhtküsimus

Valgus läbib ühe polarisaatori, seejärel teise, mingil nurgal esimese suhtes. Kas läbitud intensiivsus sõltub sujuvalt kahe polarisaatori telgede vahelisest nurgast?

Kaalutavad ennustused

• Läbitud intensiivsus kahaneb nurgaga lineaarselt.
• Valgus kas läbib täielikult või on täielikult blokeeritud — pole sujuvat üleminekut.
• Jah — läbitud intensiivsus järgib telgede vahelise nurga cos²-i, jõudes täpselt nullini 90° juures („ristatud“ polarisaatorid).

Muutujate rollid

Mida sina sead:

• Nurk telgede vahel Δθ (°)

Mida sa mõõdad:

• Läbitud osa (läbi P2)

Kuidas uurimustöö käib

1. Ava ristatud polarisaatorite eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Kahe polarisaatori teljed on 90° kaugusel (täielikult ristatud — valgust ei läbi).
2. Lülita sisse läbitud intensiivsuse näit.
3. Sea iga katse jaoks nurk kahe polarisaatori telje vahel ja kirjuta üles läbi teise läbitud valguse osa.

Juhtiv võrrand

Maluse seadus — I = I₀·cos²θ

Ühe telje polariseeritud valgus, läbides teist polarisaatorit nurgaga Δθ esimese suhtes, edastab oma intensiivsusest osa cos²(Δθ). Nurgal Δθ = 90° („ristatud“) langeb läbimine täpselt nullini.

Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib

• Arvuta ühes katses läbi teise polarisaatori läbitud osa kui 0.5·cos²(Δθ) — 0.5 on polariseerimata allika intensiivsuse poolendumine esimesel polarisaatoril ja cos²(Δθ) on Maluse seadus teisel. Võrdle tabeliga.
• Selgita, miks läbi P2 läbitud osa sõltub ainult kahe telje VAHELISEST NURGST, mitte nende absoluutsest orientatsioonist — ja miks täpselt 90° („ristatud“) annab null läbimist.

Kus see laborist kaugemale ilmneb

• Polariseeritud päikeseprillid blokeerivad horisontaalselt polariseeritud pimestava sär (nagu peegeldused veelt või teedelt), suunates oma polariseeriva telje vertikaalselt. Selgita Maluse seaduse abil, miks pea kõrvale kalutamised polariseeritud päikeseprillidega võib pimestava sär ootamatult tagasi tuua.
• LCD-ekraanid kasutavad ristatud polarisaatoreid koos nende vahel oleva vedelkristallikihiga, mis saab käsu peale valguse polarisatsiooni pöörata, juhtides, kui palju valgust läbib igat pikslit. Selgita, miks „ristatud“ (pigem kui rööpsed) polarisaatorid on piksli loomulik vaikimisi „väljas“ olek.

• 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. Tere tulemast ristatud polarisaatorite juurde
2. Vali esimene polarisaator
3. Vajuta Esita
4. Intensiivsus polarisaatoritest
5. Ava Omaduste paneel
6. Said hakkama!

Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.

Ava interaktiivne labor →

Laadi tööleht alla →

Polarisatsioon ja Maluse seadus