Üç Kutuplayıcı Paradoksu
1 · Tahmin Et
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?
- 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.
2 · Kurulum
- 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.
3 · Veri Toplayın
| Orta polarizörün açısı (°) | İletilen fraksiyon |
|---|---|
| 30.00 | |
| 45.00 | |
| 60.00 |
Üç denemeniz için iletilen kesri (y ekseni) orta açıya (x ekseni) göre çizin. Hiç sıfırdan farklı olur mu?
4 · Analiz et
- 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.
5 · Uzat
- 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.
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
Üç Polarize İletim
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.