Номер 6.25, страница 36 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

VI. Электромагнитная природа света - номер 6.25, страница 36.

Условие.

6.25 Объясните, почему слепящий блеск фар можно ослабить, если снабдить фары автомобилей поляроидными линзами и использовать поляроидные пластинки в ветровых стёклах автомобиля.

Решение.

Свет, излучаемый лампами в автомобильных фарах, является естественным, то есть неполяризованным. Это означает, что колебания векторов напряженности электрического поля световых волн происходят во всевозможных направлениях, перпендикулярных направлению распространения света.

Использование поляроидных линз и пластинок позволяет ослабить слепящий блеск фар встречных автомобилей благодаря явлению поляризации света. Этот процесс можно разбить на несколько этапов:

1. Поляроидная линза, установленная на фаре, действует как поляризатор. Она пропускает только ту составляющую световой волны, у которой колебания вектора напряженности электрического поля происходят в определенной плоскости (плоскости поляризации). Таким образом, свет от фар становится плоскополяризованным. Для эффективной работы системы необходимо, чтобы оси поляризации всех фар на всех автомобилях были ориентированы одинаково.

2. Поляроидная пластинка в ветровом стекле встречного автомобиля выполняет роль второго поляризатора, который называется анализатором. Его задача — проанализировать поляризацию падающего на него света.

3. Ключевым моментом является взаимная ориентация поляризатора (на фарах) и анализатора (на ветровом стекле). Чтобы погасить свет, их оси пропускания должны быть перпендикулярны друг другу (такое положение называют скрещенным).

Интенсивность света, прошедшего через анализатор, определяется законом Малюса:

$I = I_0 \cdot \cos^2(\theta)$

где $I_0$ — интенсивность поляризованного света, падающего на анализатор, а $\theta$ — угол между осью пропускания поляризатора и осью пропускания анализатора.

Если оси поляроидов на фарах и на ветровом стекле скрещены, то угол $\theta$ между ними составляет $90^\circ$. В этом случае, согласно закону Малюса, интенсивность света, который пройдет через ветровое стекло к глазам водителя, будет равна:

$I = I_0 \cdot \cos^2(90^\circ) = I_0 \cdot 0 = 0$

Таким образом, прямой свет от фар встречного автомобиля практически полностью блокируется, что и приводит к ослаблению слепящего блеска. При этом водитель по-прежнему видит дорогу, освещенную его собственными фарами, так как свет, отраженный от дорожного полотна и других объектов, частично или полностью теряет поляризацию (деполяризуется) и может проходить через поляроид в ветровом стекле.

Ответ: Ослабление слепящего блеска фар основано на явлении поляризации света. Поляроидные линзы на фарах создают поляризованный свет. Поляроидные пластинки в ветровых стёклах встречных автомобилей устанавливаются так, чтобы их плоскость поляризации была перпендикулярна плоскости поляризации света от фар. Согласно закону Малюса, такая система из двух скрещенных поляроидов практически полностью гасит прямой свет от встречных фар, устраняя ослепляющий эффект.