Optica

gekruiste polarisatoren

Twee polarisatoren onder 90° blokkeren al het licht (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

gekruiste polarisatoren — interactieve Optica-simulatie. Twee polarisatoren onder 90° blokkeren al het licht (Malus: I = I₀cos²θ → 0). Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.

Wet van Malus

Twee polarisatoren onder 90° blokkeren al het licht (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Polarisatoren laten alleen de component van het elektrisch veld langs hun as door. Bij een kruising van 90° overleeft geen enkele component. De wet van Malus voorspelt tussen hoeken de intensiteit I = I₀ cos²θ — de basis voor gepolariseerde zonnebrillen en LCD-schermen.

• I = I₀ cos²θ
• Gekruist → donker

Onderzoeksnota

Plan de vraag voordat je het lab opent

De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.

Leidende vraag

Licht gaat door één polarisator en daarna door een tweede onder een zekere hoek tot de eerste. Hangt de doorgelaten intensiteit vloeiend af van de hoek tussen de assen van de twee polarisatoren?

Voorspellingen om te wegen

• De doorgelaten intensiteit neemt lineair af met de hoek.
• Licht gaat ofwel volledig door of wordt volledig geblokkeerd — geen vloeiende overgang.
• Ja — de doorgelaten intensiteit volgt cos² van de hoek tussen de assen en bereikt precies nul bij 90° ('gekruiste' polarisatoren).

Rollen van variabelen

Wat je instelt:

• Hoek tussen de assen Δθ (°)

Wat je meet:

• Doorgelaten fractie (door P2)

Hoe het onderzoek verloopt

1. Open de voorinstelling crossed-polarizers en druk op Herstel. De assen van de twee polarisatoren staan 90° uit elkaar (volledig gekruist — geen licht doorgelaten).
2. Zet de aflezing van de doorgelaten intensiteit aan.
3. Stel voor elke meting de hoek tussen de assen van de twee polarisatoren in en noteer de fractie licht die door de tweede gaat.

Leidende vergelijking

De wet van Malus — I = I₀·cos²θ

Licht dat al langs één as is gepolariseerd en door een tweede polarisator gaat onder hoek Δθ tot de eerste, laat een fractie cos²(Δθ) van zijn intensiteit door. Bij Δθ = 90° ('gekruist') zakt de transmissie naar exact nul.

Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken

• Reken voor één meting de fractie die door de tweede polarisator gaat als 0.5·cos²(Δθ) — de 0.5 is de ongepolariseerde bron die de helft van zijn intensiteit verliest aan de eerste polarisator, en cos²(Δθ) is de wet van Malus aan de tweede. Vergelijk met de tabel.
• Leg uit waarom de fractie die door P2 gaat alleen afhangt van de HOEK TUSSEN de twee assen, niet van hun absolute oriëntatie — en waarom precies 90° ('gekruist') nul transmissie geeft.

Waar dit buiten het lab opduikt

• Gepolariseerde zonnebrillen blokkeren horizontaal gepolariseerde schittering (zoals reflecties op water of wegen) door hun polarisatieas verticaal te richten. Leg met de wet van Malus uit waarom het schuin houden van je hoofd met een gepolariseerde zonnebril op schittering plotseling kan laten terugkomen.
• LCD-schermen gebruiken gekruiste polarisatoren met een vloeibare-kristallaag ertussen die de polarisatie van licht op commando kan draaien, waarmee wordt bepaald hoeveel licht er door elke pixel komt. Leg uit waarom 'gekruiste' (in plaats van parallelle) polarisatoren de natuurlijke standaard 'uit'-toestand van een pixel zijn.

• 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. Welkom bij Gekruiste polarisatoren
2. Selecteer de eerste polarisator
3. Druk op Start
4. Intensiteit door polarisatoren
5. Open het eigenschappenpaneel
6. Gelukt!

Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.

Interactief lab openen →

Werkblad downloaden →

Polarisatie & de wet van Malus