偏振 | 馬呂斯定律 3D 模擬

關於這個模擬實驗

「偏振」展示非偏振光射向偏振片，再射向檢偏器的情況。波浪線為電場，振幅與強度的平方根成正比。學生可把檢偏器由 0 度旋轉至 180 度，亦可在其所需角度加入中間偏振片，展示第三個偏振片如何讓光穿過兩個正交偏振片。讀數顯示最終光強、通過第一個偏振片後的光強及最後角度差。這個模擬展示馬呂斯定律與光的橫波性質。

學生可以探索什麼

把檢偏器角度旋至 90 度，看看光如何消失。
把檢偏器設為 0，並讀出「通過第 1 個偏振片之後」的數值。
把檢偏器角度設為 90 度，開啟「加入中間偏振片」，並把中間偏振片角度設為 45 度。
移動中間偏振片的角度，找出讓最多光透過的設定。
比較 30、45 及 60 度時的輸出強度，並與 I0 乘以 cos²θ 作比較。

學習目標

1陳述馬呂斯定律，並用它求出透射強度。
2解釋為何非偏振光在第一個偏振片處會損失一半強度。
3把光描述為帶有電場的橫波。
4解釋為何第三個偏振片能在兩個正交偏振片之間恢復透光。

教師常問的問題

偏振模擬是免費的嗎？

是。它免費使用，無需註冊，並可在任何現代瀏覽器上運行，包括電子白板、平板電腦和 Chromebook。

為什麼中間偏振片能讓光穿過兩個正交偏振片？

中間偏振片會把偏振方向旋轉一個角度。光於是在最後的軸方向上有分量，因此仍有部分強度通過，即使第一和最後一個偏振片是正交的。

我應如何使用？

拖動檢偏器角度，然後開啟中間偏振片並設定其角度。觀察電場波紋縮小，並讀出「輸出強度」的數值。

什麼是馬呂斯定律？

它指出，偏振光通過檢偏器後的強度為 I0 乘以光的偏振方向與檢偏器軸之間夾角的 cos² 值。

嵌入這個模擬實驗

免費嵌入你的學習平台、網誌或班級網頁。

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