الاستقطاب وقانون مالوس – I = I₀cos²θ، والموجات المستعرضة عبر الشقوق، والانعكاس والنظارات الشمسية

ماذا تعرض

الضوء موجة كهرومغناطيسية مستعرضة: يهتز مجاله الكهربائي عموديًا على اتجاه الانتشار. والضوء العادي غير مستقطب، ويتجه مجاله في جميع الاتجاهات المتعامدة مع الحزمة. لا يسمح المرشح المستقطِب إلا بمرور المركبة الموازية لمحور النفاذ، فيخفض شدة الضوء غير المستقطب إلى النصف. ويمرر مرشح ثانٍ بزاوية θ المركبة E₀cosθ، ولأن الشدة تتناسب مع مربع السعة يكون I = I₀cos²θ (قانون مالوس). لا يمكن استقطاب الموجات الطولية. أما الضوء المنعكس فمستقطب جزئيًا، ويصبح مستقطبًا كليًا عند زاوية بروستر، tan θB = n.

طريقة الاستخدام

في تبويب «قانون مالوس» أبقِ «المستقطِب P» ثابتًا، واضبط «المحلِّل A» بالمنزلق أو بالسحب أفقيًا على الصورة، واضغط «تسجيل» عند عدة زوايا. غيّر «المنحنى» إلى I مقابل cos²θ واقرأ I₀ من الميل. جرّب «إضافة مرشح أوسط» بين مرشحين متعامدين، و«إضاءة الغرفة»، أو «المصدر»: موجات ميكروية. في تبويب «الموجات عند الشقوق» غيّر «الموجة» و«اتجاه الهز» و«الشق 1». وفي تبويب «الانعكاس والنظارات الشمسية» غيّر «زاوية السقوط i» و«النظارات الشمسية المستقطِبة».

المعاملات القابلة للتغيير

• الشاشة قانون مالوس, الموجات المستعرضة والطولية عبر الشقوق, الاستقطاب بالانعكاس، النظارات الشمسية
• المصدر ضوء (مصباح), موجات ميكروية
• محور المستقطِب (أو المرسل) P 0–180 °
• محور المحلِّل (أو المستقبل) A 0–360 °
• وضع المرشح الأوسط (أو الشبكة)
• محور نفاذ المرشح الأوسط M 0–180 °
• إضاءة الغرفة
• الموجة (شاشة الموجات عند الشقوق) موجة مستعرضة على حبل, مستعرضة، تُهز في كل الاتجاهات, موجة طولية على نابض
• اتجاه الهز 0–180 °
• اتجاه الشق 1 0–180 °
• وضع الشق الثاني
• اتجاه الشق 2 0–180 °
• السطح العاكس ماء (n = 1.33), زجاج (n = 1.50)
• زاوية السقوط i 0–89 °
• النظارات الشمسية المستقطِبة بدون نظارات, محور النفاذ رأسي, مُدارة 90° (المحور أفقي)

أسئلة للاستكشاف

1. ما القراءة التي تتوقعها عند θ = 45°، ولماذا يكون منحنى I مقابل cos²θ خطًا مستقيمًا؟
2. لماذا يسمح مرشح ثالث بزاوية 45° بمرور الضوء عبر مستقطبين متعامدين؟
3. لماذا لا يستطيع المرشح المستقطِب حجب موجة طولية مثل الصوت؟