तीन-ध्रुवीकरण विरोधाभास

1 · भविष्यवाणी

दो क्रॉस पोलराइज़र (90 ° अलग) सभी प्रकाश को अवरुद्ध करते हैं। यदि आप किसी कोण पर उनके बीच एक तीसरा पोलराइज़र डालते हैं, तो क्या एक और अवरोधक तत्व जोड़ने से अधिक प्रकाश आता है?

• नहीं - कोई भी अतिरिक्त पोलराइज़र जोड़ने से केवल अधिक प्रकाश अवरुद्ध हो सकता है, कम कभी नहीं।
• आश्चर्य की बात है, हाँ - एक मध्यवर्ती कोण पर एक मध्य ध्रुवीकरणकर्ता वास्तव में कुछ प्रकाश को वापस आने देता है, अधिक ध्रुवीकरणकर्ता विरोधाभासी रूप से संचरण को बहाल करते हैं।
• यदि बाहरी दो अभी भी पार हैं तो तीसरा ध्रुवीकरण जोड़ने से कुछ भी नहीं बदलता है।

2 · सेट अप

1. three-polarizers प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। बाहरी पोलराइज़र 0 ° और 90 ° (क्रॉस्ड) पर तय किए गए हैं; बीच वाला 45 ° से शुरू होता है।
2. final-transmitted-intensity रीडआउट सक्षम करें।
3. प्रत्येक परीक्षण के लिए मध्य पोलराइज़र का कोण सेट करें (बाहरी पोलराइज़र 0 ° और 90 ° पर तय किए गए हैं) और प्रकाश के उस अंश को रिकॉर्ड करें जो इसे तीनों के माध्यम से बनाता है।

3 · डेटा एकत्रित करें

अपने तीन परीक्षणों के लिए मध्य कोण (x-अक्ष) के विरुद्ध प्रेषित अंश (y-अक्ष) प्लॉट करें। क्या यह कभी शून्येतर होता है?

4 · विश्लेषण करें

1. एक परीक्षण के लिए, संचरित अंश की गणना 0.5 ·cos²(θ_mid)·cos²(90° - θ_mid), के रूप में करें, जहाँ प्रारंभिक 0.5 कारक पहले ध्रुवीकरण से गुजरने वाले अध्रुवीकृत प्रकाश के लिए होता है, फिर दो मैलस के s-law चरण (0 ° से θ_mid, फिर θ_mid से 90 °)। तालिका से तुलना करें. पुष्टि करें θ_mid = 45 ° बिल्कुल 1 /8. देता है
2. बताएं कि क्यों 45 ° पर एक मध्य ध्रुवीकरणकर्ता - पार किए गए बाहरी ध्रुवों के ठीक बीच में - आश्चर्यजनक 'प्रकाश को वापस आने दें' प्रभाव को अधिकतम करता है: प्रत्येक 45 ° चरण अकेले cos²(45°) = 50% संचारित करता है, जो 0 ° से 90 ° तक सीधे कूदने से कहीं बेहतर है (जो 0% संचारित करता है)।

5 · विस्तार

1. इस 'अधिक फ़िल्टर, अधिक ट्रांसमिशन' प्रभाव में एक प्रसिद्ध quantum-mechanics एनालॉग है (three-polarizer प्रयोग दर्शाता है कि माप एक क्वांटम स्थिति को बदलता है)। शास्त्रीय तरंग शब्दों में समझाएं, क्यों प्रत्येक ध्रुवीकरणकर्ता न केवल अपने स्वयं के अभिविन्यास के pre-existing प्रकाश का 'चयन' करता है, बल्कि सक्रिय रूप से प्रकाश को अपनी धुरी पर प्रोजेक्ट करता है, जिससे उसकी स्थिति बदल जाती है।
2. जब मध्य ध्रुवीकरणकर्ता का कोण 0 ° (पहले के साथ संरेखित) या 90 ° (अंतिम के साथ संरेखित) के करीब पहुंचता है, तो संचरित अंश का क्या होता है? दोनों सीमाओं की जाँच करने के लिए अपने सूत्र का उपयोग करें और भौतिक रूप से समझाएं कि वे क्यों समझ में आते हैं।

इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी

← प्रयोग पर वापस जाएँ