آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
قانون مالوس؛ چرخاندن فیلتر شدت نور رو عوض می‌کنه؟
دو فیلتر می‌تونن جلوی بخش زیادی از نور رو بگیرن؛ اما با چرخوندن یکی از اون‌ها چه چیزی تغییر می‌کنه؟ زاویهٔ محورهای فیلتر رو تنظیم کن و درصدها رو ببین.
آزمایش رو شروع کنزاویه رو بین صفر تا ۱۸۰ درجه تغییر بده. درصد عبور رو از کارت بخون و اون رو با درصد مسدودشده مقایسه کن؛ تصویر نوار فقط نور عبوری رو نشان می‌ده.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
فیلترها رو یک‌بار موازی و یک‌بار عمود کن
زاویه رو روی صفر درجه بذار و درصدها رو بخون. بعد زاویه رو به ۹۰ درجه برسون و دوباره هر دو خروجی رو مقایسه کن.
حدست چیه؟ وقتی محورهای دو فیلتر عمود بشن، نور عبوری بیشتر می‌شه یا کمتر؟
توضیح نتیجه رو ببین
در صفر درجه، محور‌ها موازی‌ان: ۱۰۰٪ نور عبور می‌کنه و ۰٪ مسدود می‌شه. در ۹۰ درجه، محور‌ها متقاطع‌ان: کارت‌ها ۰٪ عبور و ۱۰۰٪ مسدودشدن نشون می‌دن. در این مدل ایده‌آل، فیلتر دوم تقریباً همهٔ نور قطبیدهٔ ورودی رو می‌گیره.
بین دو حالت، عبور نور چه تغییری می‌کنه؟
زاویه رو اول روی ۳۰ درجه و بعد روی ۶۰ درجه بذار. هر بار درصد عبور و درصد مسدودشدن رو بخون.
حدست چیه؟ با زیادشدن زاویه از ۳۰ به ۶۰ درجه، درصد عبور بالا می‌ره یا پایین می‌آد؟
توضیح نتیجه رو ببین
در ۳۰ درجه، ۷۵٪ عبور و ۲۵٪ مسدود می‌شه؛ در ۶۰ درجه، این درصدها برعکس می‌شن: ۲۵٪ عبور و ۷۵٪ مسدود. هر دو زاویه روی درجه‌بندی پنج‌درجه‌ای لغزنده قرار دارن.
دو زاویهٔ متفاوت با خروجی برابر پیدا کن
یک بار زاویه رو روی ۴۵ درجه و بار دیگر روی ۱۳۵ درجه بذار. درصد عبور و مسدودشدن رو کنار هم مقایسه کن.
حدست چیه؟ با اینکه جهت محور فیلتر دوم در این دو حالت فرق داره، درصد نور عبوری هم عوض می‌شه؟
توضیح نتیجه رو ببین
در هر دو زاویه، حدود ۵۰٪ نور عبور می‌کنه و ۵۰٪ مسدود می‌شه. رابطهٔ قانون مالوس برای این دو زاویه مقدار یکسان می‌ده؛ محور قطبش یک خطه و با چرخش ۱۸۰ درجه دوباره هم‌جهت می‌شه.
پشت این حرکت چه خبره؟
فیلتر اول نور رو قطبیده می‌کنه
I = I0*cos(theta)^2
فیلتر اول جهت نوسان میدان الکتریکی نور خروجی رو به یک راستا محدود می‌کنه. فیلتر دوم رو می‌تونی مثل تحلیل‌گری ببینی که فقط مؤلفهٔ هم‌راستا با محور خودش رو عبور می‌ده.
قانون مالوس زاویه رو به شدت وصل می‌کنه
I_transmitted/I0 = cos(theta)^2
در این مدل، شدت نور عبوری با مربع کسینوس زاویهٔ بین دو محور متناسبه. زاویهٔ صفر بیشترین عبور رو می‌ده و زاویهٔ قائمه عبور رو به نزدیک صفر می‌رسونه.
درصد عبور و مسدودشدن با هم جمع می‌شن
I_transmitted + I_blocked = I0
شدت ورودیِ قطبیده‌شده در این ابزار یک مقدار مرجع حساب می‌شه. هرچه سهم کمتری عبور کنه، سهم بیشتری از همان نور به‌وسیلهٔ فیلتر دوم مسدود می‌شه.
محور فیلتر با نیم‌دور دوباره هم‌جهته
I(theta) = I(theta+180)
محور قطبش جهت‌دار نیست؛ پس چرخش ۱۸۰ درجه‌ای فیلتر، راستای محور رو به همان حالت برمی‌گردونه. به همین خاطره که دو زاویهٔ ۴۵ و ۱۳۵ درجه در این مدل درصد عبور یکسانی دارن.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
چرا فیلتر دوم در زاویهٔ ۹۰ درجه تقریباً همهٔ نور رو می‌گیره؟
چون محورش عمود بر محور فیلتر اوله و مؤلفه‌ای از میدان نوری که با اون هم‌راستا باشه باقی نمی‌مونه. در این مدل ایده‌آل، کارت‌ها در ۹۰ درجه ۰٪ عبور و ۱۰۰٪ مسدودشدن نشون می‌دن.
سؤال‌های رایج
قانون مالوس دربارهٔ چیه؟
این قانون می‌گه شدت نور عبوری از فیلتر دوم به مربع کسینوس زاویهٔ بین محورهای قطبش وابسته‌ست. هرچه زاویه به ۹۰ درجه نزدیک‌تر بشه، عبور کمتر می‌شه.
فیلترهای متقاطع یعنی چه زاویه‌ای؟
یعنی محورهای قطبش دو فیلتر بر هم عمود باشن؛ در این ابزار زاویهٔ ۹۰ درجه چنین حالتیه و نور عبوری به نزدیک صفر می‌رسه.
چرا زاویه‌های ۴۵ و ۱۳۵ درجه خروجی مشابه دارن؟
چون قانون از مربع کسینوس استفاده می‌کنه و محور فیلتر با چرخش ۱۸۰ درجه دوباره به همان راستا برمی‌گرده. هر دو حالت در مدل حدود ۵۰٪ نور رو عبور می‌دن.
آیا فیلتر اول هم نور طبیعی رو کم می‌کنه؟
در یک فیلتر قطبندهٔ ایده‌آل، نور طبیعیِ ورودی معمولاً پس از فیلتر اول به نصف شدت اولیه می‌رسه. این ابزار شدت رو از نورِ قطبیده‌شدهٔ بعد از فیلتر اول نرمال می‌کنه و آن کاهش اولیه رو جدا نشون نمی‌ده.
برای درصد دقیق‌تر به شکل نگاه کنم یا کارت‌ها؟
کارت‌های نتیجه درصد رو تا یک رقم اعشار می‌نویسن. عدد کنار نوار در شکل به درصد صحیح گرد می‌شه؛ مثلاً در ۲۵ درجه کارت ۸۲٫۱٪ و شکل ۸۲٪ می‌نویسه.