Malus' lov: to polarisatorer i en vinkel

1 · Prediker

Lys passerer gjennom én polarisator, deretter en andre i en viss vinkel til den første. Avhenger den transmitterte intensiteten jevnt av vinkelen mellom de to polarisatorenes akser?

• Transmittert intensitet synker lineært med vinkelen.
• Lys passerer enten fullstendig eller blokkeres fullstendig — ingen jevn overgang.
• Ja — transmittert intensitet følger cos² av vinkelen mellom aksene, og når null ved nøyaktig 90° («kryssede» polarisatorer).

2 · Oppsett

1. Åpne kryssede-polarisatorer-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. De to polarisatorenes akser er satt 90° fra hverandre (fullstendig krysset — intet lys transmittert).
2. Aktiver transmittert-intensitet-avlesningen.
3. Sett vinkelen mellom de to polarisatorenes akser for hvert forsøk og registrer fraksjonen av lys transmittert gjennom den andre.

3 · Samle inn data

Plott transmittert fraksjon (y-akse) mot Δθ (x-akse) for dine tre forsøk. Hvor treffer den nøyaktig null?

4 · Analyser

1. For ett forsøk, beregn fraksjonen transmittert gjennom den andre polarisatoren som 0,5·cos²(Δθ) — de 0,5 er den upolariserte kilden som mister halvparten av intensiteten ved den første polarisatoren, og cos²(Δθ) er Malus' lov ved den andre. Sammenlign med tabellen.
2. Forklar hvorfor fraksjonen transmittert gjennom P2 bare avhenger av VINKELEN MELLOM de to aksene, ikke av deres absolutte orientering — og hvorfor nøyaktig 90° («kryssede») gir null transmisjon.

5 · Utvid

1. Polariserte solbriller blokkerer horisontalt polarisert gjenskinn (som refleksjoner fra vann eller veier) ved å orientere sin polariseringsakse loddrett. Forklar, med Malus' lov, hvorfor å vippe hodet sidelengs mens du har på deg polariserte solbriller kan få gjenskinnet til plutselig å dukke opp igjen.
2. LCD-skjermer bruker kryssede polarisatorer med et flytende krystall-lag mellom dem som kan rotere lysets polarisasjon på kommando, og kontrollere hvor mye lys som kommer gjennom hver piksel. Forklar hvorfor «kryssede» (i stedet for parallelle) polarisatorer er den naturlige standard «av»-tilstanden for en piksel.

Fysikken bak dette eksperimentet

← Tilbake til eksperimentet

138 gratis, utskrivbare fysikk-arbeidsark