Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

R10ZBLU0pQDb11

Ćwiczenie 1

Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

R19knIqhKflfy

Ćwiczenie 1

Ćwiczenie 2

R23iaANJ95AJC

Od lewej: trzy odcinki zakończone strzałkami przecinające się w jednym punkcie stanowią schematycznie przedstawioną wiązkę światła niespolaryzowanego. Prosta pozioma z zaznaczoną strzałką w prawo obrazuje kierunek rozchodzenia się światła. Światło przeszło przez jeden polaryzator o pionowym kierunku polaryzacji i biegnie w kierunku drugiego polaryzatora o poziomym kierunku polaryzacji. Oba polaryzatory przedstawiono w kształcie krążków z zaznaczonymi szczelinami. Pierwszy polaryzator jest ustawiony pionowo, drugi pod kątem mniejszym niż 90 stopni do poziomu. Całość narysowana linią w kolorze czarnym. — Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

R1cLc3OCaUgU9

Pod jakim kątem należy ustawić drugi polaryzator, aby światło przechodzące przez niego stanowiło 25% natężenia światła padającego na pierwszy polaryzator $I_{0}$ ? Wynik zapisz w stopniach w postaci liczby całkowitej.

Odp. ............°.

Za pierwszym polaryzatorem natężenie światła wynosi $I_{1}=0{,}5I_{0}$ , za drugim: $I_{2}=I_{1}\cos^{2}\alpha=0{,}5I_{0}\cos^{2}\alpha=0{,}25I_{0}$ , stąd $\cos^{2}\alpha=0{,}5$ .

Zatem $\alpha$ = 45°.

Ćwiczenie 3

Połącz fotografie z odpowiadającymi im schematami opisującymi przedstawioną sytuację.

R1M0Z7ggOLj2u

Rysunek A przedstawia wizerunek Mikołaja Kopernika oglądany przez dwa polaryzatory ustawione równolegle. Widać fragment figury odlanej z brązu na tle szarej ściany. Światło spolaryzowane przez pierwszy polaryzator przechodzi w całości przez drugi polaryzator. Do obserwatora dociera światło o mniejszym natężeniu z lewej strony z uwagi na to, że przeszło przez polaryzatory. Oglądany obraz jest w związku z tym ciemniejszy. — A
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

RZi9YqAFYGivd

Rys. B. przedstawia wizerunek Mikołaja Kopernika oglądany przez dwa polaryzatory ustawione prostopadle. Widać fragment figury odlanej z brązu na tle szarej ściany. Światło spolaryzowane przez pierwszy polaryzator jest całkowicie wygaszone przy przejściu przez drugi polaryzator. Do obserwatora nie dociera światło z uwagi na to, że zostało całkowicie wygaszone. Polaryzatory ułożone jeden przy drugim dają obraz w postaci czarnego prostokąta. — B
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

RD33767CGqZ3V

Rys. 1. przedstawia przejście światła niespolaryzowanego przez dwa polaryzatory o takich samych osiach polaryzacji. Od lewej: obiekt w kształcie czterech czerwonych przecinających się w jednym punkcie odcinków zakończonych strzałkami obrazuje światło niespolaryzowane; niebieska długa strzałka obrazuje kierunek promienia przechodzącego przez polaryzator. Na drodze światła znajdują się dwa polaryzatory - szare prostokąty z układem szczelin. Szczeliny są pionowe, równoległe do siebie. Na obu polaryzatorach zaznaczono oś polaryzacji w postaci czarnego pionowego odcinaka zakończonego strzałkami w kolorze czarnym, Światło po przejściu przez pierwszy polaryzator jest spolaryzowane, tzn. jest wyróżniony jeden kierunek pola elektrycznego - zgodny z osią polaryzacji. Po przejściu przez polaryzator nie zmienia się wektor pola elektrycznego - jest taki sam jak przed drugim polaryzatorem. Przy odpowiednich elementach rysunku znajdują się opisy tych elementów: filtr polaryzacyjny (polaryzator), oś (odpowiada kierunkowi polaryzacji). — 1
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

R1HAqAVbMjrY4

Rys. 2 przedstawia przejście światła niespolaryzowanego przez dwa polaryzatory o osiach polaryzacji wzajemnie prostopadłych. Od lewej: obiekt w kształcie czterech czerwonych przecinających się w jednym punkcie odcinków zakończonych strzałkami obrazuje światło niespolaryzowane; niebieska długa strzałka obrazuje kierunek promienia przechodzącego przez polaryzator. Na drodze światła znajdują się dwa polaryzatory - szare prostokąty z układem szczelin. W pierwszym polaryzatorze szczeliny są pionowe, równoległe do siebie; w drugim - poziome, równoległe do siebie. Na obu polaryzatorach zaznaczono oś polaryzacji w postaci czarnego pionowego odcinaka zakończonego strzałkami w kolorze czarnym, Światło po przejściu przez pierwszy polaryzator jest spolaryzowane, tzn. jest wyróżniony jeden kierunek pola elektrycznego - zgodny z osią polaryzacji. Po przejściu przez drugi polaryzator nie widać żadnego wektora E - światło nie przechodzi. Przy odpowiednich elementach rysunku znajdują się opisy tych elementów: filtr polaryzacyjny (polaryzator), oś (odpowiada kierunkowi polaryzacji). — 2
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

REUGiVUnA1jfb

Odp. A............, B............

Ćwiczenie 3

Skorzystaj z dostępnych Ci źródeł i wyjaśnij, do czego służą okulary polaryzacyjne oraz jakie zastosowania znajduje polaryzacja w życiu codziennym, przemyśle...

RIJIvulNx32tU1

Ćwiczenie 4

Dwa identyczne polaryzatory ustawiono jeden za drugim, przy czym drugi polaryzator był obrócony względem pierwszego o 60°. Jaką część natężenia światła padającego $I_{0}$ będzie stanowiło natężenie światła po przejściu przez te polaryzatory?

100% $I_{0}$
75% $I_{0}$
50% $I_{0}$
25% $I_{0}$
12,5% $I_{0}$
0% $I_{0}$

R1WK44DeEUUKM1

Ćwiczenie 5

Zapoznaj się z fragmentem tekstu dotyczącym zastosowania filtrów polaryzacyjnych w fotografii, a następnie określ prawdziwość poniższych zdań.

Filtr polaryzacyjny jest jedną z najbardziej popularnych modyfikacji optycznych, stosowanych przez fotografów produktowych oraz krajobrazowych. Pierwsi używają go w celu, w jakim został stworzony, czyli do niwelowania odbić powstających na powierzchniach szklistych, odbijających światło (niemetalicznych); drudzy patrzą na "podkręcone" niebo, wyraźniejsze chmury oraz malownicze kontrasty.
Techniczne działanie filtra polaryzacyjnego polega na częściowym pochłanianiu światła rozproszonego w atmosferze (ang. haze). W fotografii krajobrazowej jego działanie można porównać do efektu, uzyskiwanego przez filtr czerwony przy zdjęciach czarno-białych. Działanie filtra jest najmocniejsze wtedy, gdy promienie słońca padają pod kątem 90 stopni do fotografowanej sceny. Filtr polaryzacyjny wzmacnia również nasycenie barw obiektów nieprzeźroczystych, czyli takich, przez które nie przechodzi światło, jak tkaniny i rośliny. [źr. https://fotoblogia.pl/9227,co-to-jest-i-do-czego-sluzy-filtr-polaryzacyjny]

	Prawda	Fałsz
Filtry stosowane są w fotografii między innymi po to, by niwelować odbicia.	□	□
Filtr polaryzacyjny najmocniej działa, jeśli promienie słońca padają równolegle do fotografowanej sceny.	□	□
Filtr polaryzacyjny wzmacnia nasycenie barw obiektów nieprzeźroczystych.	□	□

Ćwiczenie 6

R19e6ccWxhPuN

Schemat przedstawia model rejestrowania impulsów świetlnych przez ludzkie oczy uzbrojone w okulary polaryzacyjne. Oczy to detektory w kształcie szarych prostopadłościanów. Polaryzatory to kwadraty czarne z szarymi szczelinami – w lewym szczeliny poziome, w prawym – pionowe. Impulsy w kształcie fragmentów sinusoid w kolorze czerwonym. Lewa sinusoida ustawiona w płaszczyźnie pionowej, prawa – poziomej. Po prawej stronie model okularów – na czarnym tle białe oprawki okularowe z lewym okularem w kolorze czerwonym, prawym – w kolorze niebieskim. — Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

R1S7q0Az3xt7f

Na podstawie grafiki i znajdujących się pod nią informacji, a także ogólnej wiedzy na temat polaryzacji, określ prawdziwość poniższych zdań.

	Prawda	Fałsz
W kinie IMAX wykorzystywane jest zjawisko polaryzacji liniowej.	□	□
Do prawego i lewego oka docierają inne obrazy, a mózg łączy je w jeden i na podstawie różnic perspektywy określa wielkość i odległość obiektu dając efekt 3D.	□	□
Po przejściu przez polaryzatory znajdujące się w okularach natężenie światła się zwiększa.	□	□

R1M1WE34s1LMv

Na podstawie grafiki i znajdujących się pod nią informacji, a także ogólnej wiedzy na temat polaryzacji, określ prawdziwość poniższych zdań.

	Prawda	Fałsz
W kinie IMAX wykorzystywane jest zjawisko polaryzacji liniowej.	□	□
Do prawego i lewego oka docierają inne obrazy, a mózg łączy je w jeden i na podstawie różnic perspektywy określa wielkość i odległość obiektu dając efekt 3D.	□	□
Po przejściu przez polaryzatory znajdujące się w okularach natężenie światła się zwiększa.	□	□

Ćwiczenie 7

Wiązka spolaryzowanego liniowo światła przechodzi przez polaryzator w taki sposób, że kąt między płaszczyznami polaryzacji wiązki i polaryzatora wynosi $\theta$ . Natężenie światła po przejściu przez polaryzator wynosi $I$ . Jaki kąt między tymi płaszczyznami zmniejszy natężenie wyjściowej wiązki o połowę?

Z prawa Malusa wynika, że:

$I=I_0\cos^2\theta$ ,

a także, że:

$\frac{I}{2}=I_0\cos^2\alpha$ .

Stąd

$2\cos^2\alpha=\cos^2\theta$ .

Wyznaczając kąt $\alpha$ uzyskamy zależność:

$\alpha=\arccos\left(\frac{\cos\theta}{\sqrt{2}}\right)$ .

Ćwiczenie 8

RwTPhY8MyrAii

Jakie będzie natężenie światła po przejściu przez drugi polaryzator, jeśli jego płaszczyzna polaryzacji jest ustawiona pod kątem 45° do płaszczyzny polaryzacji pierwszego. Wynik zapisz w procentach w zaokrągleniu do liczb całkowitych.

Odp.: ............%

Natężenie światła po przejściu przez I polaryzator wyniesie 50% $I_{0}$ .

Po przejściu przez II polaryzator:

$50\%I_{0}\cdot\cos^{2}45^{\circ}=\frac{1}{2}\left(\frac{\sqrt{2}}{2}\right)^{2}I_{0}=25\%I_{0}$

Ćwiczenie 9

Jaki powinien być kąt pomiędzy kierunkami płaszczyzny polaryzacji dwóch polaryzatorów, by po przejściu przez nie natężenie zmniejszyło się o 80%? Szukaną wartość odczytaj z zamieszczonego poniżej fragmentu tablic trygonometrycznych i zapisz w stopniach w zaokrągleniu do liczb całkowitych.

stopnie	sin $\alpha$	cos $\alpha$	tg $\alpha$	ctg $\alpha$
40°	0,6428	0,766	0,8391	1,1918
41°	0,6561	0,7547	0,8693	1,1504
42°	0,6691	0,7431	0,9004	1,1106
43°	0,682	0,7314	0,9325	1,0724
44°	0,6947	0,7193	0,9657	1,0355
45°	0,7071	0,7071	1	1
46°	0,7193	0,6947	1,0355	0,9657
47°	0,7314	0,682	1,0724	0,9325
48°	0,7431	0,6691	1,1106	0,9004
49°	0,7547	0,6561	1,1504	0,8693
50°	0,766	0,6428	1,1918	0,8391
51°	0,7771	0,6293	1,2349	0,8098
52°	0,788	0,6157	1,2799	0,7813
53°	0,7986	0,6018	1,327	0,7536
54°	0,809	0,5878	1,3764	0,7265
55°	0,8192	0,5736	1,4281	0,7002
56°	0,829	0,5592	1,4826	0,6745
57°	0,8387	0,5446	1,5399	0,6494
58°	0,848	0,5299	1,6003	0,6249
59°	0,8572	0,515	1,6643	0,6009
60°	0,866	0,5	1,7321	0,5774

RxuGPltmcwVsl

Odp.: ............°

Natężenie światła po przejściu przez I polaryzator: 50% $I_{0}$ .

Po przejściu przez II polaryzator:

$50\%I_{0}\cdot\cos^{2}\theta=20\%I_{0}$

$0,5\cos^{2}\theta=0,2$

$\cos^{2}\theta=0,4$

$\cos\theta=\sqrt{0,4}=0,63245$

Wirtualne laboratorium WL‑I

Dla nauczyciela