Ottica

Paradosso dei tre polarizzatori

Inserisci un terzo polarizzatore a 45° tra due incrociati e la luce passa di nuovo: I₀/8.

Paradosso dei tre polarizzatori — simulazione interattiva (Ottica). Inserisci un terzo polarizzatore a 45° tra due incrociati e la luce passa di nuovo: I₀/8. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.

Tre polarizzatori

Inserendo un terzo a 45° tra due incrociati, la luce ripassa: I₀/8.

Inserire un terzo a 45° tra due incrociati proietta la luce su un asse che nessuno blocca del tutto, permettendo trasmissione parziale — controintuitivo ma dovuto ai fattori sequenziali di Malus. Il picco arriva a I₀/8 per lamine ideali.

• Trasmesso I₀/8
• Centrale a 45°

Sintesi dell'indagine

Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio

La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.

Domanda guida

Due incrociati (90°) bloccano tutto. Inserendo un TERZO tra loro a un angolo, aggiungere un blocco fa passare PIÙ luce?

Previsioni da valutare

• No: più filtri bloccano solo di più.
• Sorprendentemente sì: un centrale intermedio restituisce parte della luce.
• Non cambia nulla.

Ruoli delle variabili

Cosa imposti tu:

• Angolo centrale (°)

Cosa misuri:

• Frazione trasmessa

Come si svolge l'indagine

1. Apri il preset three-polarizers e premi Reimposta. Esterni a 0° e 90°; centrale a 45°.
2. Attiva la lettura dell'intensità finale.
3. Imposta l'angolo centrale per ogni prova e registra la frazione.

Equazione che governa

Trasmissione a tre — I = I₀·cos²θ

Tre passaggi moltiplicano tre fattori: il 50% del primo sulla luce non polarizzata, poi cos² a ogni passo. Un centrale intermedio trasmette molto più di due incrociati soli.

Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti

• Per una prova, calcola la frazione trasmessa come 0.5·cos²(θ_mid)·cos²(90° − θ_mid), dove il fattore iniziale 0.5 tiene conto della luce non polarizzata che attraversa il primo polarizzatore, poi due passi della legge di Malus (da 0° a θ_mid, poi da θ_mid a 90°). Confronta con la tabella. Verifica che θ_mid = 45° dia esattamente 1/8.
• Spiega perché un polarizzatore centrale a 45° — esattamente a metà strada tra quelli esterni incrociati — massimizza il sorprendente effetto di «lasciar passare di nuovo la luce»: ciascun passo di 45° da solo trasmette cos²(45°) = 50%, molto meglio che saltare direttamente da 0° a 90° (che trasmette lo 0%).

Dove si ritrova fuori dal laboratorio

• L'effetto ha un famoso analogo quantistico. In termini classici, spiega perché ogni filtro non «seleziona» luce preesistente ma proietta attivamente sul proprio asse.
• Cosa succede avvicinando il centrale a 0° o 90°? Verifica entrambi i limiti con la formula.

• 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. Benvenuto ai tre polarizzatori
2. Seleziona il polarizzatore centrale
3. Premi Play
4. Il centrale lascia passare
5. Apri il pannello Proprietà
6. Ce l'hai fatta!

Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.

Apri laboratorio interattivo →

Scarica foglio di laboratorio →

Polarizzazione e legge di Malus