Optik
Üç polarizör paradoksu
Çapraz olanların arasına 45°'de üçüncü bir polarizör ekleyin, ışık yeniden geçer — I₀/8.
Üç polarizör paradoksu — etkileşimli Optik simülasyonu. Çapraz olanların arasına 45°'de üçüncü bir polarizör ekleyin, ışık yeniden geçer — I₀/8. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Üç polarizör
Dik olanların arasına 45°'de üçüncü bir polarizör ekleyin ve ışık tekrar geçer — I₀/8.
Çaprazlanmış ikisinin arasına 45°'de üçüncü bir polarizör eklemek, ışığı ikisinin de tam olarak engellemediği bir eksene yansıtır, kısmi geçirime izin verir — sezgisel değil ama ardışık Malus faktörleri tarafından gereklidir. İdeal filtreler için maksimum geçirim I₀/8'e ulaşabilir.
- I₀/8 iletilir
- 45° orta
Araştırma özeti
Laboratuvarı açmadan önce soruyu planlayın
Bu özet, önceden oluşturulmuş sayfayı yansıtır: yönlendirici soru, yarışan tahminler, değişken rolleri, yöneten yasalar, kurulum, analiz ve geliştirme istemleri görünür kalır ve bu sırayı izler.
Sürüş sorusu
İki çapraz polarizör (90° aralıklı) tüm ışığı engeller. Aralarına bir açıyla ÜÇÜNCÜ bir polarizör yerleştirirseniz, başka bir engelleme elemanı eklemek DAHA FAZLA ışığın geçmesine izin verir mi?
Tartılacak tahminler
- Hayır — herhangi bir ek polarizör eklemek yalnızca daha fazla ışığı engelleyebilir, asla daha azını değil.
- Şaşırtıcı bir şekilde, evet - orta açıdaki bir orta polarizör aslında ışığın bir kısmının geri geçmesine izin veriyor, daha fazla polarizör paradoksal olarak iletimi geri yüklüyor.
- Üçüncü bir polarizörün eklenmesi, eğer dıştaki ikisi hala çaprazsa hiçbir şeyi değiştirmez.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Orta polarizörün açısı (°)
Ölçtüğünüz şey:
- İletilen fraksiyon
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- Üç polarizör ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Dış polarizörler 0° ve 90°'de (çapraz) sabitlenmiştir; ortadaki ise 45°'den başlıyor.
- İletilen son yoğunluk okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için orta polarizörün açısını ayarlayın (dış polarizörler 0° ve 90°'de sabitlenmiştir) ve üçünden de geçen ışık kısmını kaydedin.
Yönetim denklemi
Üç Polarize İletim — I = I₀·cos²θ
Üç polarizörden sırayla geçmek üç faktörü çoğaltır: ilk polarizörün polarize olmayan ışığın %50'sini geçirmesi, ardından sonraki her açı adımında Malus yasası cos². Orta açıdaki bir orta polarizör, tek başına iki çapraz polarizörden çok daha fazlasını iletebilir.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Bir deneme için iletilen fraksiyonu 0.5·cos²(θ_mid)·cos²(90° − θ_mid) olarak hesaplayın; burada ilk 0.5 faktörü, ilk polarizörden geçen polarize olmayan ışığı hesaba katar, ardından iki Malus yasası adımı (0° ile θ_mid arası, sonra θ_mid ile 90° arası) uygulanır. Tabloyla karşılaştırın. θ_mid = 45°'nin tam olarak 1/8 verdiğini doğrulayın.
- 45°'lik bir orta polarizörün (çapraz dıştakilerin tam ortasında) neden şaşırtıcı 'ışığın geri geçmesine izin verme' etkisini en üst düzeye çıkardığını açıklayın: her 45°'lik adım tek başına cos²(45°) = %50 iletir; bu, 0°'den 90°'ye doğrudan atlamaktan (%0 iletir) çok daha iyidir.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Bu 'daha fazla filtre, daha fazla iletim' etkisinin ünlü bir kuantum mekaniği analoğu vardır (ölçümün kuantum durumunu değiştirdiğini gösteren üç kutuplayıcı deney). Klasik dalga terimleriyle, her bir polarizörün neden yalnızca kendi yönelimindeki önceden var olan ışığı 'seçmediğini', aynı zamanda ışığı aktif olarak kendi eksenine yansıtarak durumunu değiştirdiğini açıklayın.
- Orta polarizörün açısı 0°'ye (birinciyle hizalanmış) veya 90°'ye (sonuncuyla hizalanmış) yaklaştığında iletilen fraksiyona ne olur? Her iki sınırı da kontrol etmek ve bunların neden anlamlı olduğunu fiziksel olarak açıklamak için formülünüzü kullanın.
- 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
- Hoş geldiniz: üç polarizör
- Seçin: orta polarizör
- Oynat'a basın
- Orta polarizör ışığın geçmesine izin verir
- Denetleyiciyi açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.