Optika

Skrížené polarizátory

Dva polarizátory pod 90° blokujú všetko svetlo (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Skrížené polarizátory — interaktívna simulácia Optika. Dva polarizátory pod 90° blokujú všetko svetlo (Malus: I = I₀cos²θ → 0). Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.

Malusov zákon

Dva polarizátory na 90° zablokujú všetko svetlo (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Polarizátory prepúšťajú iba zložku elektrického poľa pozdĺž svojej osi. Pri skrížení na 90° neprežije žiadna zložka. Malusov zákon predpovedá intenzitu I = I₀ cos²θ medzi uhlami — základ polarizačných slnečných okuliarov a LCD displejov.

• I = I₀ cos²θ
• Skrížené → tma

Prehľad skúmania

Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória

Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.

Hlavná otázka

Svetlo prechádza jedným polarizátorom, potom druhým v nejakom uhle k prvému. Závisí prenesená intenzita plynulo na uhle medzi osami dvoch polarizátorov?

Predikcie na zváženie

• Prenesená intenzita klesá lineárne s uhlom.
• Svetlo buď prejde úplne, alebo je úplne blokované — žiadny plynulý prechod.
• Áno — prenesená intenzita nasleduje cos² uhla medzi osami, dosahujúc nulu presne pri 90° („skrížené“ polarizátory).

Úlohy premenných

Čo nastavuješ:

• Uhol medzi osami Δθ (°)

Čo meriaš:

• Prenesený podiel (cez P2)

Ako skúmanie prebieha

1. Otvor predvolbu skrížené polarizátory a stlač Resetovať. Osi dvoch polarizátorov sú nastavené 90° od seba (úplne skrížené — žiadne svetlo prenesené).
2. Zapni odčítanie prenesenej intenzity.
3. Nastav uhol medzi osami dvoch polarizátorov pre každý pokus a zaznamenaj podiel svetla preneseného cez druhý.

Riadiaca rovnica

Malusov zákon — I = I₀·cos²θ

Svetlo už polarizované pozdĺž jednej osi, prechádzajúce druhým polarizátorom v uhle Δθ k prvému, prenesie podiel cos²(Δθ) svojej intenzity. Pri Δθ = 90° („skrížené“) prenos klesne presne na nulu.

Čo má študentov naučiť tlačiteľný list

• Pre jeden pokus vypočítaj podiel prenesený cez druhý polarizátor ako 0.5·cos²(Δθ) — 0.5 je nepolarizovaný zdroj strácajúci polovicu intenzity na prvom polarizátore a cos²(Δθ) je Malusov zákon na druhom. Porovnaj s tabuľkou.
• Vysvetli, prečo podiel prenesený cez P2 závisí len na UHLE MEDZI osami, nie na ich absolútnej orientácii — a prečo presne 90° („skrížené“) dáva nulový prenos.

Kde sa to objavuje mimo laboratória

• Polarizačné slnečné okuliare blokujú vodorovne polarizovaný odlesk (ako odrazy od vody alebo ciest) vertikálnou orientáciou svojej polarizačnej osi. Vysvetli pomocou Malusovho zákona, prečo naklonenie hlavy nabok v polarizačných okuliaroch môže spôsobiť, že odlesk sa náhle znovu objaví.
• LCD obrazovky používajú skrížené polarizátory s vrstvou kvapalného kryštálu medzi nimi, ktorá vie na príkaz otočiť polarizáciu svetla, riadiac, koľko svetla sa dostane cez každý pixel. Vysvetli, prečo „skrížené“ (namiesto rovnobežné) polarizátory sú prirodzeným predvoleným stavom „vypnuté“ pre pixel.

• 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. Vitaj pri skrížených polarizátoroch
2. Vyber prvý polarizátor
3. Stlač Prehrať
4. Intenzita cez polarizátory
5. Otvor panel Vlastnosti
6. Zvládol si to!

Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.

Otvoriť interaktívne laboratórium →

Stiahnuť pracovný list →

Polarizácia a Malusov zákon