Optika

Three-polarizer paradox

Maglagay ng ikatlong polarizer sa 45° sa pagitan ng crossed at makakalusot muli ang liwanag — I₀/8.

Three-polarizer paradox — interactive na Optika simulation. Maglagay ng ikatlong polarizer sa 45° sa pagitan ng crossed at makakalusot muli ang liwanag — I₀/8. Libreng browser-based virtual physics lab na may live na SI measurement at guided tutorial.

Three polarizers

Maglagay ng pangatlong polarizer sa 45° sa pagitan ng mga naka-cross at makakalusot muli ang liwanag — I₀/8.

Ang paglalagay ng pangatlong polarizer sa 45° sa pagitan ng mga naka-cross ay nagpi-project ng liwanag sa axis na hindi ganap na hinaharang ng alinman, na nagpapahintulot ng bahagyang transmission — counter-intuitive ngunit kinakailangan ng sunod-sunod na Malus factor. Maabot ng peak transmission ang I₀/8 para sa perpektong sheet.

I₀/8 ang naipapasa
45° ang nasa gitna

Investigation brief

Iplano ang tanong bago mo buksan ang lab

Ang brief ay kapareho ng prerendered na page: driving question, magkatunggaling hula, papel ng variable, governing law, setup, pagtatasa at prompt ng pagpapalawak — nananatiling nakikita at sa ganitong pagkakasunod.

Pangunahing tanong

Hinarang ng dalawang crossed polarizer (90°) ang lahat ng liwanag. Kung maglagay ka ng IKATLONG polarizer sa pagitan nila sa ilang anggulo, pinapayagan ba ng dagdag na blocking element na dumaan ang MAS MARAMING liwanag?

Mga hulang timbangin

Hindi — ang anumang dagdag na polarizer ay mas humaharang lang, hindi bumabawas.
Kahanga-hanga, oo — ang gitnang polarizer sa intermediate na anggulo ay epektibong nagpapasa ng liwanag pabalik; mas maraming polarizer na paradoksong nagpapabalik ng transmission.
Walang binabago ang ikatlong polarizer kapag crossed pa rin ang panlabas.

Mga papel ng variable

Ang itinatakda mo:

Anggulo ng gitnang polarizer (°)

Ang sinusukat mo:

Transmitted fraction

Paano tumatakbo ang investigation

Buksan ang three-polarizers preset at pindutin ang I-reset. Nakapirmi sa 0° at 90° (crossed) ang panlabas na polarizer; ang gitna ay nagsisimula sa 45°.
I-enable ang final-transmitted-intensity readout.
Itakda ang anggulo ng gitnang polarizer sa bawat trial (panlabas nakapirmi sa 0° at 90°) at itala ang fraction ng liwanag na nakalusot sa tatlo.

Governing equation

Three-Polarizer Transmission — I = I₀·cos²θ

Ang pagdaan sa tatlong polarizer nang sunod-sunod ay minumultiply ang tatlong factor: ang 50% pass-through ng unpolarized na liwanag sa unang polarizer, tapos cos² ng batas ni Malus sa bawat susunod na anggulong hakbang. Ang gitnang polarizer sa intermediate na anggulo ay kayang magpasa nang mas malayo kaysa dalawang crossed polarizer lang.

Ang hinihingi sa mga estudyante na kalkulahin ng napi-print na worksheet

Para sa isang trial, kalkulahin ang transmitted fraction bilang 0.5·cos²(θ_mid)·cos²(90° − θ_mid), kung saan ang initial na 0.5 factor ay para sa unpolarized na liwanag sa unang polarizer, tapos dalawang batas-Malus na hakbang (0° patungo θ_mid, tapos θ_mid patungo 90°). Ihambing sa table. Kumpirmahing eksaktong 1/8 ang θ_mid = 45°.
Ipaliwanag kung bakit ang gitnang polarizer sa 45° — eksaktong gitna ng crossed na panlabas — ang nagma-maximize ng nakakagulat na 'palayain ang liwanag' na effect: bawat 45° na hakbang mag-isa ay nagpapasa ng cos²(45°) = 50%, mas mabuti nang husto kaysa direktang talon mula 0° patungong 90° (na zero ang pasa).

Saan ito lumilitaw lampas sa lab

May tanyag na quantum-mechanics na analog (three-polarizer experiment na nagpapakita na pinapalitan ng measurement ang quantum state) ang 'dagdag na filter, dagdag na transmission' na effect na ito. Ipaliwanag, sa klasikal wave na termino, kung bakit hindi lang 'pumipili' ang bawat polarizer ng umiiral nang liwanag ng sarili nitong orientasyon, kundi aktwal na nagpi-project ng liwanag sa sarili nitong axis, binabago ang estado nito.
Ano ang nangyayari sa transmitted fraction habang lumalapit ang gitnang anggulo sa 0° (kaayon ng una) o 90° (kaayon ng huli)? Gamitin ang formula para tsekin ang dalawang limit at ipaliwanag nang pisikal kung bakit may saysay sila.

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

Mabuhay sa Three Polarizers
Piliin ang gitnang polarizer
Pindutin ang I-play
Pinapalusot ng gitnang polarizer ang liwanag
Buksan ang Properties panel
Nagawa mo ito!

Buksan ang interactive simulation para buuin ang scene, pindutin ang I-play, at tuklasin na may live na measurement at guided tutorial.

Buksan ang Interactive Lab →

I-download ang lab sheet →

Polarization at Batas ni Malus

Optika