Polarizátor
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 17. března 2019; kontroly vyžadují 14 úprav .Polarizátor - zařízení určené k získání plně nebo částečně polarizovaného optického záření ze záření s libovolným stavem polarizace [1] . Podle typu polarizace získané pomocí polarizátorů se dělí na lineární, kruhové a vzácnější eliptické [2] . Lineární polarizátory produkují rovinně polarizované světlo, kruhové polarizátory produkují kruhově polarizované světlo a eliptické polarizátory produkují elipticky polarizované světlo s předem určeným typem elipsy.
Lineární polarizátory jsou založeny na využití jednoho ze tří fyzikálních jevů. Jedním z nich je dvojlom , druhým lineární dichroismus a třetím je polarizace světla, ke které dochází při odrazu na rozhraních mezi médii. Kruhové polarizátory jsou obvykle kombinací lineárního polarizátoru a čtvrtvlnné desky (optický kompenzátor).
Polarizátory se používají při studiu rozložení mechanického napětí v průhledných objektech pomocí polarizovaného světla, při studiu struktury látek, v sacharimetrii a zejména v krystalové optice . Široce používán ve fotografických polarizačních filtrech a astronomii.
Polarizační filtr v optice a spektroskopii
Polarizační filtr v optice a spektroskopii je zařízení obvykle sestávající ze dvou lineárních polarizátorů a jedné nebo více fázových destiček mezi nimi [3] . Navrženo ke změně spektrálního složení a energie optického záření dopadajícího na něj. Používá se v případech, kdy není možné dosáhnout požadovaného výsledku jinými, jednoduššími prostředky.
Polarizační filtr ve fotografii
Polarizační filtr ve fotografii je polarizátor určený k eliminaci nežádoucích efektů ( odlesky , odrazy), snížení jasu (při současném zvýšení sytosti) oblohy atd. nebo k dosažení uměleckých cílů. Strukturálně navržený pro sdílení s fotografickými zařízeními. Vypadá jako obyčejný světelný filtr, ale má dvě části, přibližně stejné tloušťky – přední a zadní, které se mohou vůči sobě libovolně otáčet. Zadní strana filtru se našroubuje na objektiv a otočením přední poloviny, ve které je polarizátor vlastně umístěn, se pod tím či oním úhlem volí požadovaný efekt.
Přední polovina polarizačního filtru může mít vnitřní závit pro připevnění krytky objektivu, krytky se závitem nebo jiných filtrů. V oslňujících objektech mohou jejich různé části poskytovat oslnění s různými úhly polarizace, které nelze současně potlačit pouze jedním filtrem. Kromě toho může být v záběru mnoho odlesků. V takových situacích se používá několik sekvenčně kroucených polarizačních filtrů a všechny kromě zadního musí být nutně ne kruhové, ale lineárně polarizované, protože optický kompenzátor dostupný ve filtru s kruhovou polarizací znemožňuje dosáhnout efektu zbývajícího polarizačního filtru. filtry, které budou umístěny za ním blíže k objektivu.
Optická hustota polarizačních filtrů se obvykle pohybuje od dvou do pěti.
Může být přítomno zkreslení barev. Zejména některé filtry mají pokles až o jednu zarážku v modrofialové oblasti, díky čemuž obraz znatelně „zelenají“.
Také levné polarizační filtry, častěji než barevné, mohou negativně ovlivnit reprodukci jemných detailů. Polarizační filtr je spolu s „ochranným“ UV blokovacím filtrem nejpoužívanějším filtrem ve fotografii.
Zařízení
Pro většinu praktických aplikací je polarizační filtr vyroben ve formě dvou skleněných desek s polaroidním filmem mezi nimi , který má lineární dichroismus. Polaroid film je vrstva acetátu celulózy obsahující velké množství malých krystalů herapatitu ( sloučenina chininsulfátjodidu ). Používají se také jod- polyvinylové fólie s identicky orientovanými polymerními řetězci. Identity orientace krystalů je dosaženo pomocí elektrického pole a polymerní řetězce jsou orientovány mechanickým natahováním. [čtyři]
Filtr s kruhovou polarizací má navíc optický kompenzátor - čtvrtvlnnou fázovou desku (používá se i v interferometrech , umožňuje určit dráhový rozdíl dvou paprsků). Využívá fenoménu dvojího lomu v krystalech. Rychlosti "obyčejných" a "mimořádných" paprsků v krystalu (a následně i optické délky jejich drah) jsou různé, proto při průchodu krystalem získávají dráhový rozdíl určený jeho tloušťkou. Deska se umístí podél dráhy dalšího paprsku za polarizátor a při montáži se natočí tak, aby její optické osy splývaly s osami polarizace. V této poloze čtvrtvlnná deska převádí lineárně polarizované světlo na kruhově polarizované světlo (nebo naopak), přičemž posunuje fázový rozdíl o 90 stupňů.
Takto jsou uspořádány polarizátory všech výrobců, rozdíl v kvalitě i ceně je dán přídavnými vrstvami: antireflexní, ochranné, vodoodpudivé.
Typy a použití
- Polarizační filtr lineární polarizace nebo lineární polarizátor [2] ( anglicky Linear Polarizer , LP). Obsahuje jeden polarizátor, který se otáčí v rámu. Směr přenosu lineární polarizace je vyznačen tečkami nebo riziky z diametrálně opačných stran rotující části rámu. Jeho aplikace je založena na skutečnosti, že část světla ve světě kolem nás je polarizována lineárně (a téměř lineárně eliptickým). Částečně polarizované jsou všechny paprsky, které se čistě neodrážejí od dielektrických povrchů. Částečně polarizované světlo přicházející z oblohy a mraků. S použitím lineárního polarizátoru při fotografování tedy fotograf získá další možnost měnit jas a kontrast různých částí snímku. Například fotografování krajiny za slunečného dne pomocí takového filtru může mít za následek tmavou, tmavě modrou oblohu. Při focení za skleněnými předměty vám polarizátor umožní zbavit se odrazu fotografa ve skle.
- Pro focení za špatných světelných podmínek se vyrábí Low Light Polarizers, které částečně polarizují světlo a mají tedy malé zvětšení. Když se dva takové filtry přidají kolmo k jejich polarizačním rovinám, místo úplného zhášení světelného toku se získají 2/3 světelného toku.
- Filtr s kruhovou polarizací nebo kruhový polarizátor ( ang. Circumpolar , Circular polarizer , CP, CPL). Kromě polarizátoru obsahuje čtvrtvlnnou fázovou desku, na jejímž výstupu lineárně polarizované světlo získává kruhovou polarizaci. Z hlediska efektu získaného na obrázku se kruhový polarizátor neliší od lineárního. Vznik takových filtrů způsobilo použití TTL automatizačních fotobuněk ve fotoaparátech, které se na rozdíl od fotografického materiálu ukázaly být závislé na natočení úhlu roviny lineárně polarizovaného světla dopadajícího na ně objektivem. Zejména lineárně polarizované světlo částečně narušuje činnost automatického fázového ostření u zrcadlovek a znesnadňuje měření expozice.
- Složené neutrální filtry. Pokud se sečtou dva polarizátory, pak se stejnými polarizačními rovinami má takový filtr maximální propustnost světla (a je ekvivalentní 2x ND filtru). Při kolmých směrech polarizace, s ideálními polarizátory, filtr zcela pohltí světlo na něj dopadající. Volbou úhlu natočení je možné měnit světelnou propustnost takového filtru ve velmi širokém rozsahu.
- Kompozitní barevné polarizační filtry. Skládají se ze dvou polarizačních filtrů, které lze otáčet a mezi nimi je deska, která otáčí rovinu polarizace světla. Vzhledem k tomu, že úhel natočení závisí na vlnové délce, v každé poloze polarizátorů část spektra takovým systémem prochází a část je zpožděná. Natočení polarizátorů vůči sobě vede ke změně spektrálních charakteristik filtru. Dostupné jsou např. červeno-zelené filtry Cokin P170 Varicolor Red/Green a oranžovo-modré Cokin P171 Varicolor Red/Blue.
- Elektronicky řízené filtry. Když je spolu s polarizátorem použit prvek z tekutých krystalů jako modulátor polarizovaného záření při konstrukci kompozitních filtrů, umožňuje to řídit vlastnosti filtru přímo v procesu fotografování.
- V astronomii jsou polarizační filtry součástí nástrojů určených ke studiu stupně lineární a kruhové polarizace světla z vesmírných objektů. Polarizační pozorování jsou hlavním způsobem, jak získat informace o síle magnetického pole v oblastech generování záření, například na bílých trpaslících.
- V mikroskopech pomocí takových filtrů polarizované záření umožňuje zvýraznit prvky pozorované struktury nebo jako v astronomii určit různé polarizační parametry, což umožňuje určit další tvarové parametry, hustotu, rozložení napětí, interakce médií, atd.
Poznámky
- ↑ Šéfredaktor A. M. Prochorov. Polarizátor // Fyzikální encyklopedický slovník. - Sovětská encyklopedie . - M. , 1983.
- ↑ 1 2 GOST 23778-79 Měření termínů a definic optické polarizace . Státní výbor pro normy SSSR (1. července 1980). Získáno 14. června 2019. Archivováno z originálu 21. ledna 2022.
- ↑ Šéfredaktor A. M. Prochorov. Filtr polarizačního světla // Fyzická encyklopedie. V 5 svazcích. - Sovětská encyklopedie . - M. , 1988.
- ↑ Yarinovskaya, A. L. Polarizační světelný filtr // Photokinotekhnika: Encyclopedia / Ch. vyd. E. A. Iofis . — M .: Sovětská encyklopedie , 1981. — 447 s.
Viz také
 Slovníky a encyklopedie |
|---|