Optika

Šķērsi polarizātori

Divi polarizātori pie 90° bloķē visu gaismu (Maljuss: I = I₀cos²θ → 0).

Šķērsi polarizātori — interaktīva Optika simulācija. Divi polarizātori pie 90° bloķē visu gaismu (Maljuss: I = I₀cos²θ → 0). Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Maljusa likums

Divi polarizātori pie 90° bloķē visu gaismu (Maljuss: I = I₀cos²θ → 0).

Polarizātori caurlaiž tikai elektriskā lauka sastādaļu gar savu asi. Pie 90° šķērsošanās neviena sastādaļa nepārdzīvo. Maljusa likums prognozē intensitāti I = I₀ cos²θ starp leņķiem — pamats polarizētām saulesbrillēm un LCD ekrāniem.

• I = I₀ cos²θ
• Šķērsi → tumši

Izpētes kopsavilkums

Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju

Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.

Virzošais jautājums

Gaisma iziet cauri vienam polarizātoram, tad otram ar kādu leņķi pret pirmo. Vai caurlaistā intensitāte atkarīga gludi no leņķa starp abu polarizātoru asīm?

Prognozes, ko svērt

• Caurlaistā intensitāte krīt lineāri ar leņķi.
• Gaisma vai nu iziet pilnīgi, vai tiek pilnīgi bloķēta — nav gludas pārejas.
• Jā — caurlaistā intensitāte seko cos² no leņķa starp asīm, sasniedzot nulli tieši pie 90° („šķērsi” polarizātori).

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Leņķis starp asīm Δθ (°)

Ko tu mēri:

• Caurlaistā daļa (cauri P2)

Kā izpēte norit

1. Atver šķērso polarizātoru eksperimentu un nospied Atiestatīt. Abas polarizātoru asis ir iestatītas 90° viena no otras (pilnīgi šķērsi — neviena gaisma netiek caurlaista).
2. Ieslēdz caurlaistās intensitātes rādījumu.
3. Iestati leņķi starp abu polarizātoru asīm katram mēģinājumam un ieraksti gaismas daļu, kas tiek caurlaista cauri otrajam.

Noteicošais vienādojums

Maljusa likums — I = I₀·cos²θ

Gaisma, jau polarizēta gar vienu asi, izejot cauri otram polarizātoram ar leņķi Δθ pret pirmo, laiž cauri daļu cos²(Δθ) no savas intensitātes. Pie Δθ = 90° („šķērsi”) transmisija krītas tieši uz nulli.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam izrēķini cauri otrajam polarizātoram laisto daļu kā 0.5·cos²(Δθ) — 0.5 ir nepolarizētam avotam zaudējot pusi intensitātes pie pirmā polarizātora, un cos²(Δθ) ir Maljusa likums pie otrā. Salīdzini ar tabulu.
• Izskaidro, kāpēc cauri P2 laistā daļa atkarīga tikai no LEŅĶA STARP abām asīm, nevis no to absolūtās orientācijas — un kāpēc tieši 90° („šķērsi”) dod nulles transmisiju.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Polarizētas saulesbrilles bloķē horizontāli polarizētu spīdumu (kā atstarojumus no ūdens vai ceļiem), orientējot savu polarizācijas asi vertikāli. Izskaidro, izmantojot Maljusa likumu, kāpēc galvas sāniskā noliekšana, valkājot polarizētas saulesbrilles, var likt spīdumam pēkšņi atgriezties.
• LCD ekrāni izmanto šķērsus polarizātorus ar šķidro kristālu slāni starp tiem, kas var grozīt gaismas polarizāciju pēc komandas, vadot, cik daudz gaismas tiek cauri katram pikseļam. Izskaidro, kāpēc „šķērsi” (nevis paralēli) polarizātori ir dabīgais noklusējuma „izslēgts” stāvoklis pikseļam.

• 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. Sveicināts šķērso polarizātoru eksperimentā
2. Atlasīts pirmo polarizātoru
3. Nospied „Atskaņot”
4. Intensitāte cauri polarizātoriem
5. Atver Īpašību paneli
6. Tev izdevās!

Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.

Atvērt interaktīvo laboratoriju →

Lejupielādēt darba lapu →

Polarizācija un Maljusa likums