Optică

Paradoxul celor trei polarizori

Introdu al treilea polarizator la 45° între cele încrucișate și lumina trece din nou — I₀/8.

Paradoxul celor trei polarizori — simulație interactivă de Optică. Introdu al treilea polarizator la 45° între cele încrucișate și lumina trece din nou — I₀/8. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.

Trei polarizori

Introdu al treilea polarizator la 45° între cele încrucișate și lumina trece din nou — I₀/8.

Introducerea unui al treilea polarizator la 45° între cele încrucișate proiectează lumina pe o axă pe care niciunul nu o blochează complet, permițând transmisie parțială — contraintuitiv, dar cerut de factorii Malus succesivi. Transmisia maximă poate atinge I₀/8 pentru folii ideale.

• I₀/8 transmis
• 45° la mijloc

Rezumat de investigație

Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul

Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.

Întrebare-ghid

Două polarizoare încrucișate (la 90°) blochează toată lumina. Dacă inseri un AL TREILEA polarizor între ele la un anumit unghi, lăsând încă un element blocant să treacă MAI MULTĂ lumină?

Predicții de cântărit

• Nu — adăugarea oricărui polarizor suplimentar poate doar bloca mai multă lumină, niciodată mai puțină.
• Surprinzător, da — un polarizor din mijloc aflat la un unghi intermediar lasă de fapt ceva lumină să treacă înapoi, mai multe polarizoare restaurând paradoxal transmisia.
• Adăugarea unui al treilea polarizor nu schimbă nimic dacă cele două externe rămân încrucișate.

Rolurile variabilelor

Ce stabilești tu:

• Unghiul polarizorului din mijloc (°)

Ce măsori:

• Fracția transmisă

Cum decurge investigația

1. Deschide presetarea three-polarizers și apasă Resetează. Polarizoarele externe sunt fixe la 0° și 90° (încrucișate); cel din mijloc pornește la 45°.
2. Activează citirea intensității finale transmise.
3. Setează unghiul polarizorului din mijloc pentru fiecare încercare (polarizoarele externe fixe la 0° și 90°) și înregistrează fracția de lumină care trece prin toate trei.

Ecuația guvernantă

Transmisia cu trei polarizori — I = I₀·cos²θ

Trecerea prin trei polarizori în secvență înmulțește trei factori: trecerea de 50% a luminii nepolarizate prin primul polarizor, apoi legea lui Malus cos² la fiecare pas de unghi subsequent. Un polarizor din mijloc la un unghi intermediar poate transmite mult mai mult decât două polarizoare încrucișate singure.

Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve

• Pentru o încercare, calculează fracția transmisă ca 0.5·cos²(θ_mid)·cos²(90° − θ_mid), unde factorul inițial 0.5 ține cont de lumina nepolarizată care trece de primul polarizor, apoi doi pași de lege a lui Malus (0° la θ_mid, apoi θ_mid la 90°). Compară cu tabelul. Confirmă faptul că θ_mid = 45° dă exact 1/8.
• Explică de ce un polarizor din mijloc la 45° — exact la jumătatea dintre cele externe încrucișate — maximizează efectul surprinzător de „a lăsa lumina să treacă înapoi”: fiecare pas de 45° singur transmite cos²(45°) = 50%, mult mai bine decât saltul direct de la 0° la 90° (care transmite 0%).

Unde mai apare asta dincolo de laborator

• Acest efect „mai multe filtre, mai multă transmisie” are un celebru analog în mecanica cuantică (experimentul celor trei polarizori demonstrând că măsurarea schimbă o stare cuantică). Explică, în termeni ondulatorii clasici, de ce fiecare polarizor nu doar „selectează” lumină preexistentă cu orientarea lui proprie, ci proiectează activ lumina pe propria axă, schimbându-i starea.
• Ce se întâmplă cu fracția transmisă pe măsură ce unghiul polarizorului din mijloc se apropie de 0° (aliniat cu primul) sau 90° (aliniat cu ultimul)? Folosește formula ta pentru a verifica ambele limite și explică fizic de ce au sens.

• 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. Bine ai venit la Trei polarizoare
2. Selectează polarizatorul din mijloc
3. Apasă Pornește
4. Polarizatorul din mijloc lasă lumina să treacă
5. Deschide panoul Proprietăți
6. Ai reușit!

Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.

Deschide laboratorul interactiv →

Descarcă fișa →

Polarizare și legea lui Malus