Optik

korsade polarisatorer

Två polarisatorer i 90° blockerar allt ljus (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

korsade polarisatorer — interaktiv Optik-simulering. Två polarisatorer i 90° blockerar allt ljus (Malus: I = I₀cos²θ → 0). Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.

Malus lag

Två polarisatorer vridna 90° mot varandra blockerar allt ljus (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Polarisatorer släpper bara igenom komponenten av det elektriska fältet längs sin axel. Vid 90° korsning överlever ingen komponent. Malus lag ger intensiteten I = I₀ cos²θ mellan vinklarna — grunden för polariserade solglasögon och LCD-displayer.

• I = I₀ cos²θ
• Korsade → mörkt

Undersökningsblad

Planera frågan innan du öppnar labbet

Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.

Drivande fråga

Ljus passerar en polarisator, sedan en andra i någon vinkel mot den första. Beror den transmitterade intensiteten jämnt på vinkeln mellan de två polarisatorernas axlar?

Förutsägelser att väga

• Den transmitterade intensiteten minskar linjärt med vinkeln.
• Ljuset passerar antingen helt eller blockeras helt — ingen mjuk övergång.
• Ja — den transmitterade intensiteten följer cos² av vinkeln mellan axlarna och når noll vid exakt 90° ('korsade' polarisatorer).

Variablernas roller

Det du ställer in:

• Vinkel mellan axlarna Δθ (°)

Det du mäter:

• Transmitterad andel (genom P2)

Så går undersökningen till

1. Öppna förinställningen Korsade polarisatorer och tryck på Återställ. De två polarisatorernas axlar är inställda 90° isär (helt korsade — inget ljus transmitteras).
2. Aktivera avläsningen av transmitterad intensitet.
3. Ställ in vinkeln mellan de två polarisatorernas axlar för varje försök och notera andelen ljus som transmitteras genom den andra.

Styrande ekvation

Malus lag — I = I₀·cos²θ

Ljus som redan är polariserat längs en axel och passerar en andra polarisator med vinkeln Δθ mot den första transmitterar andelen cos²(Δθ) av sin intensitet. Vid Δθ = 90° ('korsade') faller transmissionen till exakt noll.

Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut

• Beräkna för ett försök andelen som transmitteras genom den andra polarisatorn som 0.5·cos²(Δθ) — 0.5 är den opolariserade källan som förlorar hälften av sin intensitet vid den första polarisatorn, och cos²(Δθ) är Malus lag vid den andra. Jämför med tabellen.
• Förklara varför andelen som transmitteras genom P2 bara beror på VINKELN MELLAN de två axlarna, inte på deras absoluta orientering — och varför exakt 90° ('korsade') ger noll transmission.

Var det här syns utanför labbet

• Polariserade solglasögon blockerar horisontellt polariserad bländning (som reflektioner från vatten eller vägar) genom att rikta sin polarisationsaxel vertikalt. Förklara, med hjälp av Malus lag, varför det att luta huvudet åt sidan när du bär polariserade solglasögon kan få bländning att plötsligt komma tillbaka.
• LCD-skärmar använder korsade polarisatorer med ett flytande kristallager mellan dem som på kommando kan rotera ljusets polarisation och därmed styr hur mycket ljus som går genom varje pixel. Förklara varför 'korsade' (i stället för parallella) polarisatorer är det naturliga standardläget 'av' för en 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. Välkommen till Korsade polarisatorer
2. Välj den första polarisatorn
3. Tryck på Spela
4. Intensitet genom polarisatorer
5. Öppna panelen Egenskaper
6. Du klarade det!

Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.

Öppna interaktivt labb →

Ladda ner labblad →

Polarisation & Malus lag