Optik
Pengutub bersilang
Dua pengutub pada 90° menyekat semua cahaya (Malus: I = I₀cos²θ → 0).
Pengutub bersilang — simulasi Optik interaktif. Dua pengutub pada 90° menyekat semua cahaya (Malus: I = I₀cos²θ → 0). Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Hukum Malus
Dua pengutub pada 90° menyekat semua cahaya (Malus: I = I₀cos²θ → 0).
Pengutub menghantar hanya komponen medan elektrik sepanjang paksinya. Pada silang 90°, tiada komponen terselamat. Hukum Malus meramal keamatan I = I₀ cos²θ antara sudut -- asas bagi cermin mata berpolar dan paparan LCD.
- I = I₀ cos²θ
- Bersilang → gelap
Ringkasan penyiasatan
Rancang soalannya sebelum anda membuka makmal
Ringkasan ini menggambarkan halaman pra-render: soalan pemacu, ramalan bersaing, peranan pemboleh ubah, hukum pengawal, susunan, analisis dan gesaan lanjutan kekal kelihatan dan mengikut turutan ini.
Soalan pemacu
Cahaya melalui satu pengutub, kemudian satu lagi pada sudut tertentu kepada yang pertama. Adakah keamatan terhantar bergantung dengan lancar pada sudut antara paksi kedua-dua pengutub?
Ramalan untuk ditimbang
- Keamatan terhantar menurun secara linear dengan sudut.
- Cahaya sama ada lalu sepenuhnya atau disekat sepenuhnya -- tiada peralihan lancar.
- Ya -- keamatan terhantar mengikut cos² sudut antara paksi, mencapai sifar tepat pada 90° (pengutub 'bersilang').
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Sudut antara paksi Δθ (°)
Apa yang anda ukur:
- Pecahan terhantar (melalui P2)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset pengutub-bersilang dan tekan Set semula. Paksi kedua-dua pengutub ditetapkan 90° berjarak (bersilang penuh -- tiada cahaya dihantar).
- Aktifkan bacaan keamatan-terhantar.
- Tetapkan sudut antara paksi kedua-dua pengutub bagi setiap percubaan dan rekod pecahan cahaya yang dihantar melalui yang kedua.
Persamaan pengawal
Hukum Malus — I = I₀·cos²θ
Cahaya yang sudah terpolar sepanjang satu paksi, melalui pengutub kedua pada sudut Δθ kepada yang pertama, menghantar pecahan cos²(Δθ) keamatannya. Pada Δθ = 90° ('bersilang'), penghantaran jatuh ke tepat sifar. Kolum Pecahan terhantar lembaran ini mengukur daripada sumber tak-terpolar asal, jadi ia juga membawa 50% keamatan yang hilang pada pengutub pertama: pecahan terhantar = 0.5·cos²(Δθ).
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi satu percubaan, kira pecahan terhantar melalui pengutub kedua sebagai 0.5·cos²(Δθ) -- 0.5 itu ialah sumber tak-terpolar hilang separuh keamatannya pada pengutub pertama, dan cos²(Δθ) ialah hukum Malus pada yang kedua. Bandingkan dengan jadual.
- Terangkan mengapa pecahan terhantar melalui P2 bergantung hanya pada SUDUT ANTARA kedua-dua paksi, bukan pada orientasi mutlak mereka -- dan mengapa tepat 90° ('bersilang') memberikan penghantaran sifar.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Cermin mata berpolar menyekat silau terpolar-mengufuk (seperti pantulan daripada air atau jalan) dengan mengorientasikan paksi pengutubannya menegak. Terangkan, menggunakan hukum Malus, mengapa memiringkan kepala anda ke sisi sambil memakai cermin mata berpolar boleh membuatkan silau tiba-tiba muncul semula.
- Skrin LCD menggunakan pengutub bersilang dengan satu lapisan hablur cecair di antaranya yang boleh memutar polarisasi cahaya atas perintah, mengawal berapa banyak cahaya melalui setiap piksel. Terangkan mengapa pengutub 'bersilang' (dan bukannya selari) ialah keadaan 'mati' lalai semula jadi bagi satu piksel.
- 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
- Selamat datang ke Pengutub Bersilang
- Pilih pengutub pertama
- Tekan Main
- Keamatan melalui pengutub
- Buka panel Sifat
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.