광학
직교 편광판
90°의 두 편광자는 모든 빛을 차단한다(Malus 법칙: I = I₀cos²θ → 0).
직교 편광판 — 인터랙티브 광학 시뮬레이션. 90°의 두 편광자는 모든 빛을 차단한다(Malus 법칙: I = I₀cos²θ → 0). 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
말루스 법칙
90° 교차 편광판은 모든 빛을 차단합니다 (말루스: I = I₀cos²θ → 0).
편광판은 자신의 축을 따르는 전기장 성분만 통과시킵니다. 90°로 교차하면 어떤 성분도 남지 않습니다. 말뤼스 법칙은 각도 사이의 세기 I = I₀ cos²θ를 예측합니다 — 편광 선글라스와 LCD 디스플레이의 기초 원리입니다.
- I = I₀ cos²θ
- 교차 → 어두움
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
빛은 하나의 편광판을 통과한 다음 첫 번째 편광판과 어떤 각도로 두 번째 편광판을 통과합니다. 투과된 강도는 두 편광판 축 사이의 각도에 따라 원활하게 달라지나요?
검토할 예측
- 투과된 강도는 각도에 따라 선형적으로 감소합니다.
- 빛은 완전히 통과하거나 완전히 차단되어 원활하게 전환되지 않습니다.
- 예 — 전송된 강도는 축 사이 각도의 cos²를 따르며 정확히 90°('교차' 편광판)에서 0에 도달합니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 축 사이의 각도 Δθ (°)
측정하는 것:
- 전송된 부분(P2를 통해)
실험 진행 방법
- crossed-polarizers 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 두 편광판의 축은 90° 간격으로 설정됩니다(완전히 교차됨 - 빛이 투과되지 않음).
- 투과 세기 표시를 활성화하세요.
- 각 시행에 대해 두 편광판 축 사이의 각도를 설정하고 두 번째 시행을 통해 투과된 빛의 비율을 기록합니다.
지배방정식
말루스의 법칙 — I = I₀·cos²θ
이미 한 축을 따라 편광된 빛이, 첫 번째 편광판과 각도 Δθ를 이루는 두 번째 편광판을 통과하면 세기의 cos²(Δθ) 비율만큼 투과됩니다. Δθ = 90°("교차")일 때, 투과율은 정확히 0이 됩니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 번의 시행에서는 두 번째 편광판을 통해 투과된 비율을 0.5·cos²(Δθ)로 계산합니다 — 0.5는 편광되지 않은 광원이 첫 번째 편광판에서 강도의 절반을 잃는다는 것을, cos²(Δθ)는 두 번째 편광판에서의 말뤼스 법칙을 나타냅니다. 표와 비교해 보세요.
- P2를 통해 전송되는 분수가 절대 방향이 아닌 두 축 사이의 각도에만 의존하는 이유와 정확히 90°('교차')가 전송을 0으로 제공하는 이유를 설명하세요.
실험 밖에서의 활용
- 편광 선글라스는 편광축을 수직으로 배치하여 수평 방향으로 편광된 눈부심(물이나 도로에서 반사되는 빛 등)을 차단합니다. 말뤼스 법칙을 이용해, 편광 선글라스를 쓴 채 고개를 옆으로 기울이면 왜 눈부심이 갑자기 다시 나타날 수 있는지 설명하세요.
- LCD 화면은 명령에 따라 빛의 편광을 회전시켜 각 픽셀을 통과하는 빛의 양을 제어할 수 있는 액정 층이 있는 교차 편광판을 사용합니다. 평행이 아닌 '교차' 편광판이 픽셀의 자연스러운 기본 '오프' 상태인 이유를 설명하세요.
- 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
- 교차 편광판에 오신 것을 환영합니다
- 첫 번째 편광판 선택
- 재생을 누르세요
- 편광판을 통과한 세기
- 검사기 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.