МатВектор

Command Palette

Search for a command to run...

💡 Оптика

Поляризация света

англ. Polarization of light

Поперечность световой волны на практике: вектор E колеблется перпендикулярно лучу, и эту плоскость можно выставить поляризатором — от режущих блики очков до ЖК-экрана.

Звуковая волна в воздухе продольна — ей нечего выставлять по направлению, и ни один акустический фильтр не выделит «плоскость колебаний». Свет поперечен: вектор колеблется перпендикулярно лучу, и это направление — предмет договора с прибором. Поляризация света — упорядоченность колебаний: в естественном свете вектор пляшет по всем перпендикулярным направлениям сразу, а после поляризатора остаётся одна плоскость. Поляризатор пропускает проекцию вектора на свою ось, поэтому из естественного света уходит ровно половина: по всем направлениям в среднем , а среднее от по кругу равно . Сама возможность поляризовать свет — прямое доказательство его поперечности, того, чего у звука нет в принципе. Теория и опыты — в уроке поляризация света.

Арифметика жизни: за поляризатором естественный свет теряет половину, за вторым с той же осью не теряет ничего — проекция уже выставлена, а за скрещённым теряет всё до нуля. Отсюда очки с поляризацией: блик от воды или мокрой дороги приходит в основном с горизонтальной плоскостью колебаний, и вертикальная ось линзы вырезает его, оставляя рассеянный свет. ЖК-монитор — та же идея в массовом масштабе: между двумя поляризаторами жидкий кристалл поворачивает плоскость колебаний на заданный угол, от нуля до , и яркость субпикселя плавает от нуля до максимума. Лазеры обычно излучают уже поляризованным лучом — детали в уроке люминесценция и лазеры, количественный закон ослабления при повороте осей — в терминах закон Малюса.

естественный свет — смесь всех направлений колебаний, среднее от по кругу равно : один поляризатор съедает половину, скрещенная пара гасит свет полностью

Частые вопросы

Чем поляризованный свет отличается от обычного?

Только упорядоченностью колебаний. В естественном свете вектор напряжённости успевает побывать во всех перпендикулярных лучу направлениях, и ни одно из них не выделено. В линейно поляризованном остаётся одна плоскость колебаний, которую можно повернуть анализатором и полностью погасить перпендикулярной ориентацией. Глаз разницы почти не видит — его рецепторы нечувствительны к плоскости колебаний, поэтому вся поляризационная техника строится на поляризаторах, двоякопреломляющих кристаллах и отражении под особым углом, а не на зрении.

Почему очки-поляризаторы убирают блики?

Блик — зеркально отражённая от гладкой поверхности часть света, а при отражении под большим углом отражённый луч выходит практически горизонтально поляризованным: компонента, параллельная поверхности, отражается несравнимо охотнее перпендикулярной. Вода, асфальт, снег и стекло на солнце дают именно такие блики. Вертикальная ось пропускания очков не пропускает горизонтальную поляризацию — блик ослабляется в разы сильнее рассеянного небом света, и картина под водой или на мокрой дороге становится контрастной. Переверните очки — эффект сменится на обратный, готовая проверка за секунду.