ViewWiki

שיעור 5 מתוך 6

קיטוב.

כ־25 דקות · 5 שאלות תרגול

אור הוא גל רוחבי, ומסנן מקטב בוחר את כיוון התנודה שלו: מחצית מאור לא מקוטב, חוק מאלוס, מסנן שלישי שמחזיר אור, ומשקפי שמש מקטבים.

שלב 1 מתוך 5 · המסנן הראשון

שלב 1 מתוך 5

המסנן הראשון

אור הוא גל של שדות חשמליים ומגנטיים, והשדה החשמלי שלו מתנודד תמיד לרוחב הכיוון שבו האור מתקדם: גל רוחבי, כמו גל בחבל. הכיוון שבו השדה מתנודד הוא הקיטוב של האור. באור של מנורה או של השמש הכיוון הזה משתנה באקראי, מהר מאוד: האור לא מקוטב. בסצנה, הגלים הצהובים בזוויות שונות בין המנורה למסנן הראשון מייצגים את הערבוביה הזאת.

מסנן מקטב מעביר רק את רכיב התנודה שלאורך ציר המעבר שלו, ובולע את השאר. האור שיוצא ממנו מקוטב: הוא מתנודד במישור אחד, לאורך הציר. גל קול, שמתנודד לאורך הכיוון שבו הוא מתקדם, אי אפשר לקטב.

לשאלה

שלב 2 מתוך 5

חוק מאלוס

האור שמגיע למסנן השני כבר מקוטב, לאורך הציר של הראשון. אם הציר של השני מסובב בזווית θ\theta⁠, עובר רק רכיב השדה שלאורכו: השדה כפול cos⁡θ\cos\theta⁠. הבהירות פרופורציונית לריבוע של השדה, ולכן עובר החלק cos⁡2θ\cos^2\theta⁠ מהאור המקוטב. זה חוק מאלוס:

I=I1cos⁡2θI = I_1 \cos^2\theta⁠

I1I_1⁠ הוא האור שיצא מהמסנן הראשון. הגרף שליד הסצנה מראה את cos⁡2θ\cos^2\theta⁠: איזה חלק מהאור המקוטב מגיע למסך.

לשאלה

שלב 3 מתוך 5

מסנן שלישי

כשהמסננים מוצלבים, ב־90°90^\circ⁠, cos⁡290°=0\cos^2 90^\circ = 0⁠ והמסך חשוך: המסנן הראשון השאיר רק תנודה אנכית, והאחרון מעביר רק תנודה אופקית. נבאו מה יקרה כשמסנן שלישי, מסובב ב־45°45^\circ⁠, ייכנס ביניהם, ואז ראו את הסצנה מכניסה אותו.

לשאלה

שלב 4 מתוך 5

שלושה רבעים

המסנן השלישי חזר למעלה, ושוב יש שני מסננים. עכשיו הפעם הפוכה: נתונה כמות האור, ומחפשים את הזווית. חשבו קודם, ואז סובבו את הזווית בין המסננים.

לשאלה

שלב 5 מתוך 5

סנוור

אור שמוחזר ממים, מכביש רטוב או מחלון מקוטב ברובו אופקית. אור השמיים הכחולים מקוטב גם הוא בחלקו. מה עושים עם זה משקפי שמש מקטבים?

נסו: עם מסננים מוצלבים, ב־90°90^\circ⁠, דמיינו שהאור אחרי המסנן הראשון הוא הסנוור, מקוטב בכיוון אחד, והמסנן האחרון הוא המשקפיים, בזווית ישרה אליו.

חזרה לניסוי

לשאלה

תמונה של הסצנה התלת־ממדית „קיטוב”
סצנה אינטראקטיבית

הגרסה האינטראקטיבית נטענת…

כל שלב מכין לכם את הסצנה, ובקר שמסומן „קבוע” נשאר במקומו בשלב הזה.

לניסוי

תרגול · בחרו

האור של המנורה לא מקוטב. איזה חלק ממנו עובר דרך המסנן המקטב הראשון?

לניסוי

תרגול · חשבו

המסנן האחרון מסובב ב־30°30^\circ⁠ ביחס לראשון. כמה אחוזים מהאור של המנורה מגיעים למסך?

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

המסננים מוצלבים, ב־90°90^\circ⁠, והמסך חשוך. מחליקים ביניהם מסנן שלישי, מסובב ב־45°45^\circ⁠. מה יקרה למסך?

לניסוי

תרגול · הגיעו למטרה

סובבו את הזווית בין המסננים כך שבדיוק שלושה רבעים מהאור המקוטב יגיעו למסך, ולחצו על בדיקה. נסו לחשב את הזווית לפני שאתם מזיזים.

לניסוי

תרגול · בחרו

משקפי שמש מקטבים מפחיתים את הסנוור מכביש רטוב, והצבעים דרכם נשארים אותם צבעים. מה הם עושים?