กฎของมาลุส โพลาไรซ์สองตัวที่ทำมุมกัน

1 · ทำนาย

แสงผ่านโพลาไรซ์หนึ่งตัว แล้วอีกตัวหนึ่งที่ทำมุมใดมุมหนึ่งกับตัวแรก ความเข้มที่ส่งผ่านขึ้นกับมุมระหว่างแกนของสองโพลาไรซ์อย่างราบรื่นหรือไม่

• ความเข้มที่ส่งผ่านลดลงเชิงเส้นตามมุม
• แสงผ่านทั้งหมดหรือถูกบังทั้งหมด — ไม่มีช่วงเปลี่ยนอย่างราบรื่น
• ใช่ — ความเข้มที่ส่งผ่านเป็นไปตาม cos² ของมุมระหว่างแกน เป็นศูนย์พอดีที่ 90° (โพลาไรซ์ “ไขว้”)

2 · จัดเตรียม

1. เปิดค่าที่ตั้งไว้ crossed-polarizers แล้วกดรีเซ็ต แกนของโพลาไรซ์ทั้งสองตั้งห่างกัน 90° (ไขว้เต็มที่ — ไม่มีแสงส่งผ่าน)
2. เปิดค่าแสดงความเข้มที่ส่งผ่าน
3. ตั้งมุมระหว่างแกนของโพลาไรซ์ทั้งสองในแต่ละรอบ แล้วบันทึกเศษส่วนของแสงที่ส่งผ่านตัวที่สอง

3 · เก็บข้อมูล

พล็อตเศษส่วนที่ส่งผ่าน (แกน y) กับ Δθ (แกน x) จากสามรอบการทดลอง มันเป็นศูนย์พอดีที่มุมใด

4 · วิเคราะห์

1. สำหรับหนึ่งรอบ คำนวณเศษส่วนที่ส่งผ่านโพลาไรซ์ตัวที่สองเป็น 0.5·cos²(Δθ) — ค่า 0.5 คือแหล่งแสงไม่โพลาไรซ์เสียครึ่งหนึ่งที่ตัวแรก และ cos²(Δθ) คือกฎของมาลุสที่ตัวที่สอง เทียบกับตาราง
2. อธิบายว่าเหตุใดเศษส่วนที่ส่งผ่าน P2 จึงขึ้นกับมุมระหว่างสองแกนเท่านั้น ไม่ใช่ทิศทางสัมบูรณ์ของมัน — และเหตุใด 90° พอดี (“ไขว้”) จึงให้การส่งผ่านเป็นศูนย์

5 · ต่อยอด

1. แว่นกันแดดโพลาไรซ์บังแสงจ้าโพลาไรซ์แนวราบ (เช่นการสะท้อนจากน้ำหรือถนน) โดยวางแกนโพลาไรเซชันแนวตั้ง ใช้กฎของมาลุสอธิบายว่าเหตุใดการเอียงหัวข้างในขณะสวมแว่นโพลาไรซ์จึงทำให้แสงจ้ากลับมาปรากฏทันที
2. จอ LCD ใช้โพลาไรซ์ไขว้โดยมีชั้นผลึกเหลวคั่นที่หมุนโพลาไรเซชันของแสงได้ตามคำสั่ง ควบคุมว่าแสงผ่านแต่ละพิกเซลได้เท่าใด อธิบายว่าเหตุใดโพลาไรซ์แบบ “ไขว้” (แทนที่จะขนาน) จึงเป็นสถานะ “ปิด” ตามปกติของพิกเซล

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง