Optika

Ukršteni polarizatori

Dva polarizatora pod 90° blokiraju svu svjetlost (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Ukršteni polarizatori — interaktivna simulacija: Optika. Dva polarizatora pod 90° blokiraju svu svjetlost (Malus: I = I₀cos²θ → 0). Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Malusov zakon

Dva polarizatora pod 90° blokiraju svu svjetlost (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Polarizatori propuštaju samo komponentu električnog polja duž svoje osi. Pod 90° ukršteno, nijedna komponenta ne preživljava. Malusov zakon predviđa intenzitet I = I₀ cos²θ između kutova — temelj polariziranih sunčanih naočala i LCD zaslona.

• I = I₀ cos²θ
• Ukršteno → tamno

Sažetak istraživanja

Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij

Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.

Središnje pitanje

Svjetlost prolazi kroz jedan polarizator, zatim drugi pod nekim kutom prema prvom. Ovisi li propušteni intenzitet glatko o kutu između osi dvaju polarizatora?

Predviđanja za odvagnuti

• Propušteni intenzitet opada linearno s kutom.
• Svjetlost ili prolazi potpuno ili je potpuno blokirana — nema glatkog prijelaza.
• Da — propušteni intenzitet slijedi cos² kuta između osi, dostižući nulu točno na 90° („ukršteni“ polarizatori).

Uloge varijabli

Što postavljaš:

• Kut između osi Δθ (°)

Što mjeriš:

• Propušteni udio (kroz P2)

Kako istraživanje teče

1. Otvori postav crossed-polarizers i pritisni Resetiraj. Osi dvaju polarizatora postavljene su 90° apart (potpuno ukršteno — nula svjetlosti propušteno).
2. Omogući očitanje propuštenog intenziteta.
3. Postavi kut između osi dvaju polarizatora za svaki pokušaj i zabilježi udio svjetlosti propušten kroz drugi.

Odgovarajuća jednadžba

Malusov zakon — I = I₀·cos²θ

Svjetlost već polarizirana duž jedne osi, prolazeći kroz drugi polarizator pod kutem Δθ prema prvom, propušta udio cos²(Δθ) svojeg intenziteta. Pri Δθ = 90° („ukršteno“) prijenos pada točno na nulu.

Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade

• Za jedan pokušaj izračunaj udio propušten kroz drugi polarizator kao 0.5·cos²(Δθ) — 0.5 je nepolarizirani izvor koji gubi pola intenziteta na prvom polarizatoru, a cos²(Δθ) je Malusov zakon na drugom. Usporedi s tablicom.
• Objasni zašto udio propušten kroz P2 ovisi samo o KUTU IZMEĐU dviju osi, a ne o njihovoj apsolutnoj orijentaciji — i zašto točno 90° („ukršteno“) daje nulu prijenosa.

Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija

• Polarizirane sunčane naočale blokiraju horizontalno polarizirani odsjaj (poput refleksija s vode ili cesta) orijentirajući svoju polarizacijsku os okomito. Objasni, koristeći Malusov zakon, zašto naginjanje glave u stranu u polariziranim naočalama može učiniti da odsjaj iznenada se vrati.
• LCD zasloni koriste ukrštene polarizatore s slojem tekućeg kristala između koji može rotirati polarizaciju svjetlosti na komandu, kontrolirajući koliko svjetlosti prolazi kroz svaki piksel. Objasni zašto su „ukršteni“ (a ne paralelni) polarizatori prirodno zadano „isključeno“ stanje piksela.

• 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. Dobro došli u ukrštene polarizatore
2. Odaberi prvi polarizator
3. Pritisni Pokreni
4. Intenzitet kroz polarizatore
5. Otvori ploču Svojstva
6. Uspjelo ti je!

Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Otvori interaktivni laboratorij →

Preuzmi radni list →

Polarizacija i Malusov zakon