Optika

Keresztezett polarizátorok

Két 90°-ra állított polarizátor minden fényt blokkol (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Keresztezett polarizátorok — interaktív Optika szimuláció. Két 90°-ra állított polarizátor minden fényt blokkol (Malus: I = I₀cos²θ → 0). Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.

Malus-törvény

Két 90°-ra állított polarizátor minden fényt blokkol (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

A polarizátorok csak a tengelyük menti elektromos mező komponensét engedik át. 90°-os keresztezésnél egyetlen komponens sem marad. A Malus-törvény I = I₀ cos²θ intenzitást jósol szögek között — a polarizált napszemüvegek és LCD-kijelzők alapja.

• I = I₀ cos²θ
• Keresztezve → sötét

Vizsgálódási összefoglaló

Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort

Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.

Vezérlő kérdés

A fény áthalad egy polárizátoron, majd egy másikon, valamilyen szögben az elsőhöz képest. Az átvitt intenzitás simán függ-e a két polárizátor tengelye közti szögtől?

Mérlegelendő jóslatok

• Az átvitt intenzitás lineárisan csökken a szöggel.
• A fény vagy teljesen áthalad, vagy teljesen elzáródik — nincs sima átmenet.
• Igen — az átvitt intenzitás a tengelyek közti szög cos² értékét követi, pontosan nullává válva 90°-nál („keresztezett” polárizátorok).

Változószerepek

Amit te állítasz be:

• A tengelyek közti szög Δθ (°)

Amit mérsz:

• Átvitt hányad (P2-n át)

Hogyan fut a vizsgálódás

1. Nyisd meg a crossed-polarizers előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A két polárizátor tengelye 90°-ra van állítva egymástól (teljesen keresztezett — fény nem átmenő).
2. Engedélyezd az átvitt intenzitás kijelzőt.
3. Állítsd be a két polárizátortengely közti szöget minden mérésnél, és rögzítsd a másodikon áthaladó fény hányadát.

Vezéregyenlet

Malus-törvény — I = I₀·cos²θ

Az egyik tengely mentén már poláros fény, a rá Δθ szögben álló második polárizátoron áthaladva intenzitásának cos²(Δθ) hányadát továbbítja. Δθ = 90°-nál („keresztezett”) az átvitel pontosan nullára esik.

Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal

• Egy mérésnél számítsd ki a második polárizátoron átmenő hányadot 0.5·cos²(Δθ) képlettel — a 0.5 a polárizálatlan forrás fele intenzitásának elvesztése az első polárizátornál, a cos²(Δθ) pedig a Malus-törvény a másodiknál. Hasonlítsd a táblázathoz.
• Magyarázd meg, miért csak a két tengely KÖZTI SZÖGÉTŐL függ a P2-n átvitt hányad, nem az abszolút irányuktól — és miért ad pontosan 90° („keresztezett”) nulla átvitelt.

Hol bukkan fel ez a laboron túl

• A poláros napszemüvegek a vízszintesen poláros vakító fényt (mint a vízről vagy utakról visszaverődést) blokkolják, polárizációs tengelyüket függőlegesen állítva. Magyarázd meg a Malus-törvénnyel, miért jelentheti meg a vakító fény hirtelen visszatérését, ha poláros napszemüvegben oldalra döntöd a fejed.
• Az LCD-képernyők keresztezett polárizátorokat használnak, köztük folyadékkristály-réteggel, amely parancsra tudja forgatni a fény polárizációját, szabályozva, mennyi fény jut át minden képponton. Magyarázd meg, miért a „keresztezett” (párhuzamos helyett) polárizátorok a képpont természetes alap „ki” állapota.

• 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. Üdv a Keresztezett polarizátoroknál
2. Válaszd ki az első polarizátort
3. Nyomd meg az Indítást
4. Intenzitás polarizátorokon át
5. Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
6. Sikerült!

Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.

Interaktív labor megnyitása →

Munkalap letöltése →

Polarizáció és a Malus-törvény