மூன்று-ஒளிமுனைவி முரண்பாடு

1 · கணிப்பு

இரண்டு குறுக்கான ஒளிமுனைவிகள் (90° விலகியவை) எல்லா ஒளியையும் தடுக்கின்றன. நீங்கள் அவற்றுக்கு இடையில் ஒரு கோணத்தில் ஒரு மூன்றாவது ஒளிமுனைவியை செருகினால், மற்றொரு தடுப்பு கூறைச் சேர்ப்பது அதிக ஒளியை கடக்க அனுமதிக்குமா?

• இல்லை — கூடுதல் ஒளிமுனைவியைச் சேர்ப்பது குறைவாக அல்ல, எப்போதும் அதிக ஒளியை மட்டுமே தடுக்கும்.
• ஆச்சரியப்படுகிறது, ஆம் — ஒரு இடைநிலை கோணத்தில் உள்ள ஒரு நடுத்தர ஒளிமுனைவி, உண்மையில் சில ஒளியை மீண்டும் கடக்க அனுமதிக்கிறது, அதிக ஒளிமுனைவிகள் முரண்பாடாக கடத்தலை மீட்டெடுக்கின்றன.
• வெளிப்புற இரண்டு இன்னும் குறுக்காக இருந்தால், ஒரு மூன்றாவது ஒளிமுனைவியைச் சேர்ப்பது எதையும் மாற்றாது.

2 · அமைப்பு

1. three-polarizers முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். வெளிப்புற ஒளிமுனைவிகள் 0° மற்றும் 90° (குறுக்கான) நிலையானவை; நடுத்தர ஒன்று 45° இல் தொடங்குகிறது.
2. இறுதி-கடத்தப்பட்ட-செறிவு வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
3. ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் நடுத்தர ஒளிமுனைவியின் கோணத்தை அமைத்து (வெளிப்புற ஒளிமுனைவிகள் 0° மற்றும் 90° நிலையானவை), மூன்று வழியாகவும் கடக்கும் ஒளியின் பங்கைப் பதிவு செய்யுங்கள்.

3 · தரவு சேகரி

உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், நடுத்தர கோணம் (x-அச்சு) எதிராக கடத்தப்பட்ட பங்கு (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள். அது ஒருபோதும் பூஜ்யமற்றதாக இருக்குமா?

4 · பகுப்பாய்வு

1. ஒரு முயற்சிக்கு, கடத்தப்பட்ட பங்கை 0.5·cos²(θ_mid)·cos²(90° − θ_mid) என கணக்கிடுங்கள், இங்கே தொடக்க 0.5 காரணி முதல் ஒளிமுனைவியை கடக்கும் புறமுனைவற்ற ஒளிக்கானது, பின்னர் இரண்டு மாலஸ்-விதி படிகள் (0° முதல் θ_mid வரை, பின்னர் θ_mid முதல் 90° வரை). அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள். θ_mid = 45° சரியாக 1/8 தருகிறது என்பதை உறுதிப்படுத்துங்கள்.
2. 45°-இல் — குறுக்கான வெளிப்புறங்களுக்கு சரியாக நடுவில் — உள்ள ஒரு நடுத்தர ஒளிமுனைவி, 'ஒளியை மீண்டும் கடக்க அனுமதி' என்ற ஆச்சரியத்தை ஏன் அதிகபட்சமாக்குகிறது: ஒவ்வொரு 45° படியும் தனித்தனியாக cos²(45°) = 50% கடத்துகிறது, 0° இலிருந்து நேரடியாக 90° க்கு தாவுவதை (0% கடத்தும்) விட மிகச் சிறந்தது — என்று விளக்குங்கள்.

5 · நீட்டிப்பு

1. இந்த 'அதிக வடிப்பான்கள், அதிக கடத்தல்' விளைவுக்கு ஒரு பிரபலமான குவாண்டம் எந்திரவியல் ஒப்புமை உள்ளது (அளவீடு ஒரு குவாண்டம் நிலையை மாற்றுகிறது என்பதை விளக்கும் மூன்று-ஒளிமுனைவி சோதனை). செவ்வியல் அலை விதிகளில், ஒவ்வொரு ஒளிமுனைவியும் அதன் சொந்த நோக்குநிலையின் முன்கூட்டியே உள்ள ஒளியை வெறுமனே 'தேர்ந்தெடுப்பதில்லை', மாறாக ஒளியை அதன் சொந்த அச்சில் தன்னிச்சையாக செலுத்தி, அதன் நிலையை மாற்றுகிறது ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
2. நடுத்தர ஒளிமுனைவியின் கோணம் 0° (முதலாவதுடன் சீரமைக்கப்பட்ட) அல்லது 90° (கடைசியுடன் சீரமைக்கப்பட்ட) அணுகும்போது கடத்தப்பட்ட பங்குக்கு என்ன நடக்கும்? இரு எல்லைகளையும் உங்கள் சூத்திரத்தால் சரிபார்த்து, அவை ஏன் இயற்பியல் ரீதியாக அர்த்தமுள்ளவை என்று விளக்குங்கள்.

இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்