Optik

Paradoks tiga polarisator

Sisipkan polarisator ketiga pada 45° di antara dua polarisator bersilangan, dan cahaya kembali lolos — I₀/8.

Paradoks tiga polarisator — simulasi Optik interaktif. Sisipkan polarisator ketiga pada 45° di antara dua polarisator bersilangan, dan cahaya kembali lolos — I₀/8. Laboratorium fisika virtual gratis berbasis browser dengan pengukuran SI langsung dan tutorial terpandu.

Tiga polarisator

Masukkan sebuah polarisator ketiga pada 45° di antara dua polarisator silang dan cahaya kembali tembus: I₀/8.

Menyisipkan polarisator ketiga pada 45° di antara dua polarisator yang disilangkan memproyeksikan cahaya ke sumbu yang tidak sepenuhnya diblokir oleh keduanya, memungkinkan transmisi parsial — kontra-intuitif tetapi diperlukan oleh faktor Malus berurutan. Transmisi puncak dapat mencapai I₀/8 untuk filter ideal.

• I₀/8 diteruskan
• 45° di tengah

Singkat investigasi

Rencanakan pertanyaan sebelum Anda membuka lab

Ringkasan ini mencerminkan halaman prerender: pertanyaan utama, prediksi yang bersaing, peran variabel, hukum yang mengatur, penyiapan, serta petunjuk analisis dan pengembangan tetap terlihat dalam urutan ini.

Pertanyaan mengemudi

Dua polarizer bersilangan (terpisah 90°) menghalangi semua cahaya. Jika Anda memasukkan polarizer KETIGA di antara keduanya pada sudut tertentu, apakah menambahkan elemen pemblokiran lain akan membuat LEBIH BANYAK cahaya masuk?

Prediksi untuk ditimbang

• Tidak — menambahkan polarizer tambahan hanya akan menghalangi lebih banyak cahaya, tidak menguranginya.
• Anehnya, ya — polarizer tengah pada sudut menengah sebenarnya membiarkan sebagian cahaya masuk kembali, lebih banyak polarizer yang secara paradoks memulihkan transmisi.
• Menambahkan polarizer ketiga tidak mengubah apa pun jika dua polarizer terluar masih bersilangan.

Peran variabel

Apa yang Anda tetapkan:

• Sudut polarizer tengah (°)

Apa yang Anda ukur:

• Fraksi yang ditransmisikan

Bagaimana penyelidikannya berjalan

1. Buka preset tiga polarizer dan tekan Reset. Polarizer luar dipasang pada 0° dan 90° (bersilang); yang tengah dimulai pada 45°.
2. Aktifkan pembacaan intensitas transmisi akhir.
3. Tetapkan sudut polarizer tengah untuk setiap percobaan (polarizer luar ditetapkan pada 0° dan 90°) dan catat fraksi cahaya yang berhasil melewati ketiganya.

Persamaan yang mengatur

Transmisi Tiga Polarizer — I = I₀·cos²θ

Melewati tiga polarizer secara berurutan mengalikan tiga faktor: 50% diteruskan cahaya tak terpolarisasi pada polarizer pertama, kemudian hukum Malus cos² pada setiap langkah sudut berikutnya. Polarizer tengah pada sudut perantara dapat mentransmisikan lebih dari dua polarizer bersilangan saja.

Apa yang diminta siswa untuk dikerjakan oleh lembar kerja yang dapat dicetak

• Untuk satu percobaan, hitung fraksi yang ditransmisikan sebagai 0,5·cos²(θ_mid)·cos²(90° − θ_mid), di mana faktor awal 0,5 memperhitungkan cahaya tak terpolarisasi yang melewati polarizer pertama, kemudian dua langkah hukum Malus (0° ke θ_mid, lalu θ_mid ke 90°). Bandingkan dengan tabel. Konfirmasikan θ_mid = 45° memberikan tepat 1/8.
• Jelaskan mengapa polarizer tengah pada 45° — tepat di tengah-tengah antara polarizer luar yang bersilangan — memaksimalkan efek mengejutkan 'biarkan cahaya masuk kembali': setiap langkah 45° saja mentransmisikan cos²(45°) = 50%, jauh lebih baik daripada melompat lurus dari 0° ke 90° (yang mentransmisikan 0%).

Di mana hal ini muncul di luar lab

• Efek 'lebih banyak filter, lebih banyak transmisi' ini memiliki analogi mekanika kuantum yang terkenal (eksperimen tiga polarizer yang menunjukkan bahwa pengukuran mengubah keadaan kuantum). Jelaskan, dalam istilah gelombang klasik, mengapa setiap polarizer tidak hanya 'memilih' cahaya yang sudah ada sebelumnya dengan orientasinya sendiri, namun secara aktif memproyeksikan cahaya ke porosnya sendiri, mengubah keadaannya.
• Apa yang terjadi pada fraksi yang ditransmisikan ketika sudut polarizer tengah mendekati 0° (sejajar dengan yang pertama) atau 90° (sejajar dengan yang terakhir)? Gunakan rumus Anda untuk memeriksa kedua batasan tersebut dan jelaskan secara fisik mengapa keduanya masuk akal.

• 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. Selamat datang di tiga polarisator
2. Pilih polarisator tengah
3. Tekan Putar
4. Polarisator tengah meloloskan cahaya
5. Buka inspektur
6. Berhasil!

Buka simulasi interaktif untuk membangun adegan, tekan Putar, dan jelajahi dengan pengukuran langsung dan tutorial terpandu.

Buka Lab Interaktif →

Unduh lembar lab →

Polarisasi & Hukum Malus