Quang học

Hai kính phân cực vuông góc

Hai kính phân cực đặt vuông góc 90° chặn toàn bộ ánh sáng (định luật Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Hai kính phân cực vuông góc — mô phỏng Quang học tương tác. Hai kính phân cực đặt vuông góc 90° chặn toàn bộ ánh sáng (định luật Malus: I = I₀cos²θ → 0). Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.

Định luật Malus

Hai bộ phân cực ở 90° chặn tất cả ánh sáng (Malus: I = I₀cos²θ → 0).

Kính phân cực chỉ truyền thành phần điện trường dọc theo trục của nó. Ở góc chéo 90°, không thành phần nào còn lại. Định luật Malus dự đoán cường độ I = I₀ cos²θ giữa các góc — nền tảng của kính râm phân cực và màn hình LCD.

• I = I₀ cos²θ
• Chéo → tối

Tóm tắt điều tra

Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm

Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.

Câu hỏi lái xe

Ánh sáng đi qua một bản phân cực, sau đó đi qua bản phân cực thứ hai ở một góc nào đó so với bản phân cực thứ nhất. Cường độ truyền qua có phụ thuộc trơn tru vào góc giữa trục của hai bản phân cực không?

Dự đoán cân nặng

• Cường độ truyền qua giảm tuyến tính theo góc.
• Ánh sáng đi qua hoàn toàn hoặc bị chặn hoàn toàn - không có sự chuyển tiếp suôn sẻ.
• Có — cường độ truyền theo cos² của góc giữa các trục, đạt 0 ở chính xác 90° (các bản phân cực 'chéo').

Vai trò thay đổi

Những gì bạn đặt:

• Góc giữa các trục Δθ (°)

Những gì bạn đo lường:

• Phần truyền (qua P2)

Cuộc điều tra diễn ra như thế nào

1. Mở cài đặt sẵn các bộ phân cực chéo và nhấn Đặt lại. Trục của hai bản phân cực được đặt cách nhau 90° (bắt chéo hoàn toàn - không có ánh sáng truyền qua).
2. Kích hoạt tính năng đọc cường độ truyền.
3. Đặt góc giữa trục của hai bản phân cực cho mỗi lần thử và ghi lại phần ánh sáng truyền qua lần thứ hai.

phương trình điều khiển

Định luật Malus — I = I₀·cos²θ

Ánh sáng đã được phân cực dọc theo một trục, đi qua bộ phân cực thứ hai ở góc Δθ với bộ phân cực thứ nhất, truyền một phần cos²(Δθ) cường độ của nó. Tại Δθ = 90 ° ('vượt qua'), đường truyền giảm xuống chính xác bằng 0.

Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì

• Đối với một lần thử, hãy tính phần được truyền qua bản phân cực thứ hai là 0.5·cos²(Δθ) — 0.5 là do nguồn ánh sáng chưa phân cực mất một nửa cường độ tại bản phân cực thứ nhất, và cos²(Δθ) là định luật Malus tại bản thứ hai. So sánh với bảng.
• Giải thích tại sao phân số được truyền qua P2 chỉ phụ thuộc vào GÓC GIỮA hai trục chứ không phụ thuộc vào hướng tuyệt đối của chúng - và tại sao chính xác 90° ('bắt chéo') lại cho độ truyền bằng 0.

Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm

• Kính râm phân cực chặn ánh sáng chói phân cực theo chiều ngang (như phản chiếu từ mặt nước hoặc đường) bằng cách định hướng trục phân cực của chúng theo chiều dọc. Giải thích, sử dụng định luật Malus, tại sao nghiêng đầu sang một bên khi đeo kính râm phân cực có thể khiến ánh sáng chói đột nhiên xuất hiện trở lại.
• Màn hình LCD sử dụng các bản phân cực chéo với một lớp tinh thể lỏng giữa chúng có thể xoay sự phân cực của ánh sáng theo lệnh, kiểm soát lượng ánh sáng đi qua từng pixel. Giải thích tại sao các bản phân cực 'chéo' (chứ không phải song song) lại là trạng thái 'tắt' mặc định tự nhiên cho một 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. Chào mừng đến bộ phân cực chéo
2. Chọn bộ phân cực đầu tiên
3. Nhấn Phát
4. Cường độ thông qua bộ phân cực
5. Mở Trình kiểm tra
6. Hoàn thành!

Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.

Mở phòng thí nghiệm tương tác →

Tải tài liệu thí nghiệm →

Phân Cực & Định Luật Malus