Malus-törvény: két polárizátor szöggel

1 · Jóslás

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?

• 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).

2 · Előkészítés

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.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold az átvitt hányadot (y-tengely) a Δθ-vel (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Hol éri el pontosan a nullát?

4 · Elemzés

1. 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.
2. 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.

5 · Kiterjesztés

1. 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.
2. 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.

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap