Malusin laki: kaksi polarisaattoria kulmassa

1 · Ennusta

Valo kulkee yhden polarisaattorin läpi ja sitten toisen jollakin kulmalla ensimmäiseen nähden. Riippuuko läpäisty intensiteetti tasaisesti kahden polarisaattorin akselien välisestä kulmasta?

• Läpäisty intensiteetti laskee lineaarisesti kulman mukana.
• Valo joko kulkee kokonaan tai estyy kokonaan – ei tasaista siirtymää.
• Kyllä – läpäisty intensiteetti seuraa akselien välisen kulman cos²-arvoa, saavuttaen nollan täsmälleen kohdassa 90° (”ristikkäiset” polarisaattorit).

2 · Kokoa

1. Avaa ristikkäiset polarisaattorit -esiasetus ja paina Nollaa. Kahden polarisaattorin akselit on asetettu 90° etäisyydelle (täysin ristikkäiset – ei läpäisyvaloa).
2. Ota käyttöön läpäistyn intensiteetin lukema.
3. Aseta kahden polarisaattorin akselien välinen kulma jokaiselle suoritukselle ja kirjaa valon osuus, joka läpäisee toisen läpi.

3 · Kerää data

Kuvaa läpäisty osuus (y-akseli) arvoa Δθ vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi. Missä se osuu täsmälleen nollaan?

4 · Analysoi

1. Yhdelle suoritukselle laske toisen polarisaattorin läpi läpäisty osuus kaavana 0.5·cos²(Δθ) – 0.5 on polarisoimaton lähde, joka menettää puolet intensiteetistään ensimmäisessä polarisaattorissa, ja cos²(Δθ) on Malusin laki toisessa. Vertaa taulukkoon.
2. Selitä, miksi P2:n läpi läpäisty osuus riippuu vain AKSELIEN VÄLISESTÄ KULMASTA, ei niiden absoluuttisesta orientaatiosta – ja miksi täsmälleen 90° (”ristikkäiset”) antaa nollaläpäisyn.

5 · Laajenna

1. Polarisoidut aurinkolasit estävät vaakasuunnassa polarisoidun heijastuksen (kuten veden tai teiden heijastukset) suuntaamalla polarisointiakselinsa pystysuunnassa. Selitä Malusin lain avulla, miksi pään kallistaminen sivuttain polarisoitujen aurinkolasien kanssa voi saada heijastuksen äkillisesti ilmestymään uudelleen.
2. LCD-näytöt käyttävät ristikkäisiä polarisaattoreita, joiden välissä on nestekidekerros, joka voi kierrättää valon polarisaatiota komennosta, ohjaten, kuinka paljon valoa pääsee kunkin pikselin läpi. Selitä, miksi ”ristikkäiset” (ei rinnakkaiset) polarisaattorit ovat pikselin luonnollinen oletus ”pois”-tila.

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia