Optika

Sukryžiuoti poliarizatoriai

Du poliarizatoriai 90° kampu blokuoja visą šviesą (Maljuso dėsnis: I = I₀cos²θ → 0).

Sukryžiuoti poliarizatoriai — interaktyvi Optika simuliacija. Du poliarizatoriai 90° kampu blokuoja visą šviesą (Maljuso dėsnis: I = I₀cos²θ → 0). Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.

Maljuso dėsnis

Du poliarizatoriai 90° kampu blokuoja visą šviesą (Maljusas: I = I₀cos²θ → 0).

Poliarizatoriai praleidžia tik elektrinio lauko sandą išilgai savo ašies. 90° kryžyje joks sandas neišlieka. Maljuso dėsnis numato stiprį I = I₀ cos²θ tarp kampų — poliarizuotų akinių ir LCD ekranų pagrindas.

• I = I₀ cos²θ
• Sukryžiuoti → tamsu

Tyrimo santrauka

Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją

Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.

Pagrindinis klausimas

Šviesa eina per vieną poliarizatorių, tada antrą, esantį tam tikru kampu į pirmąjį. Ar perduotasis stipris priklauso sklandžiai nuo kampo tarp dviejų poliarizatorių ašių?

Svarstytini spėjimai

• Perduotasis stipris mažėja tiesiškai su kampu.
• Šviesa arba praeina visiškai, arba visiškai blokuojama — jokio sklandaus perėjimo.
• Taip — perduotasis stipris seka cos² kampo tarp ašių, pasiekdamas nulį tiksliai ties 90° („sukryžiuoti“ poliarizatoriai).

Kintamųjų vaidmenys

Ką tu nustatai:

• Kampas tarp ašių Δθ (°)

Ką tu matauji:

• Perduotoji dalis (per P2)

Kaip vyksta tyrimas

1. Atidaryk „Maljuso dėsnis“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Dviejų poliarizatorių ašys nustatytos 90° skirtumu (visiškai sukryžiuotos — jokia šviesa nepraeina).
2. Įjunk perduotojo stiprio rodmuo.
3. Nustatyk kampą tarp dviejų poliarizatorių ašių kiekvienam bandymui ir užsirašyk šviesos dalį, perduotą per antrąjį.

Valdančioji lygtis

Maljuso dėsnis — I = I₀·cos²θ

Šviesa, jau poliarizuota viena ašimi, einanti per antrą poliarizatorių, esantį Δθ kampu į pirmąjį, perduoda cos²(Δθ) savo stiprio dalį. Esant Δθ = 90° („sukryžiuota“), pralaidumas krenta iki tiksliai nulio.

Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti

• Vienam bandymui apskaičiuok per antrąjį poliarizatorių perduotąją dalį kaip 0.5·cos²(Δθ) — 0.5 yra nepoliarizuoto šaltinio pusės stiprio praradimas pirmajame poliarizatoriuje, o cos²(Δθ) yra Maljuso dėsnis antrajame. Palygink su lentele.
• Paaiškink, kodėl per P2 perduotoji dalis priklauso tik nuo KAMPO TARP dviejų ašių, o ne nuo jų absoliučios orientacijos — ir kodėl tiksliai 90° („sukryžiuota“) duoda nulinį pralaidumą.

Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų

• Poliarizuoti akiniai blokuoja horizontaliai poliarizuotą akinimą (kaip atspindžius nuo vandens ar kelių), statydami savo poliarizavimo ašį vertikaliai. Paaiškink, naudodamas Maljuso dėsnį, kodėl galvos pakreipimas šonu, dėvint poliarizuotus akinius, gali leisti akinimui staigiai vėl pasirodyti.
• LCD ekranai naudoja sukryžiuotus poliarizatorius su skystųjų kristalų sluoksniu tarp jų, kuris gali komandos pagalba sukti šviesos poliarizaciją, valdydamas, kiek šviesos praeina per kiekvieną pikselį. Paaiškink, kodėl „sukryžiuoti“ (o ne lygiagretūs) poliarizatoriai yra natūralus numatytasis „išjungta“ pikselio būvis.

• 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. Sveiki atvykę prie sukryžiuotų poliarizatorių
2. Pasirink pirmąjį poliarizatorių
3. Spausk Leisti
4. Stipris per poliarizatorius
5. Atidaryk Savybių skydą
6. Tau pavyko!

Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.

Atidaryk interaktyvią laboratoriją →

Atsisiųsti darbo lapą →

Poliarizacija ir Maljuso dėsnis