Можда ћете носити поларизоване сунчане наочаре, али шта то значи? По чему се разликују од осталих врста сунчаних наочара и зашто су корисне? Поларизација, у смислу светлости, односи се на процес оријентације или филтрирања светлосних таласа у једном смеру, што утиче на оно што можете видети.
Светлост као електромагнетни таласи
Електромагнетни талас је попречни талас који се састоји од таласа електричног поља који осцилира у равни окомито (под правим углом) на талас магнетног поља, а оба су окомита на правац кретање.
Будући да електромагнетно зрачење делује као талас, тада ће било који одређени електромагнетни талас или светлосни талас имати фреквенцију и таласну дужину повезане са њим. Производ таласне дужине и фреквенције је брзина таласа.
Међутим, електромагнетним таласима није потребан медиј кроз који ће се ширити, а тиме и могу прелазе вакуум празног простора (што чине брзином светлости - најбржом брзином у универзум).
Електромагнетни таласи се могу наћи у многим варијантама, укључујући радио таласе, микроталасе, инфрацрвено зрачење, видљиву светлост, ултраљубичасто зрачење, рендгенске зраке и гама зраке.
Поред тога, пошто је електромагнетни талас попречан са амплитудом окомитом на смер кретања, може бити поларизован - постоји много могућих равни окомитих на смер кретања, али поларизовани талас ће имати попречну амплитуду само у једној од њих. Уздужни таласи као што су звучни таласи имају само померање у смеру кретања, па стога не могу бити поларизовани.
Поларизација светлости
Неполаризовани светлосни таласи имају вишеструко надређене оријентације. Светлосни таласи имају и електрично и магнетно поље, увек под правим углом једни према другима - по договору, поларизација се дефинише правцем електричног поља. Гледајући главом, могли бисмо видети векторе електричног поља који показују у свим различитим правцима.
Када светлост пролази кроз поларизатор или поларизациони филтер, филтер пропушта само део светлости са линијама електричног поља оријентисаним паралелно филтеру. Као резултат, светлост постаје поларизована - све оријентисано у истом смеру. Ово је линеарна поларизација.
Светлост која долази из сијалица или сунца није поларизована. Најчешћи извори поларизоване светлости су ласери. Ако се два поларизациона филтра држе под правим углом један пред другим испред упадног извора светлости, сва светлост ће бити блокирана. Ако је угао мањи (на пример, 45 степени), блокира се само део светла.
Поларизатори светлости постоје у три врсте: рефлектујући, дихроични и дволомни. Рефлективни поларизатори омогућавају само одређену поларизацију светлости, док одражавају остатак; дихројски поларизатори раде супротно, блокирајући само одређену поларизацију светлости, док истовремено омогућавају пролазак свих осталих. У дволомном зрачењу, различите поларизације светлости ће се ломити под различитим угловима, што омогућава одабир различитих поларизација светлости у зависности од тога која је поларизација жељена.
Поларизација светлости је начин на који се филмови пројектују у 3Д-у. 3Д наочаре које се дају гледаоцима филмова заправо имају супротне поларизационе филтере у сваком објективу; хоризонтални филтер у левој и вертикални филтер у десној, на пример. Филм се затим на исти екран пројектује из два различита пројектора, један вертикално поларизовани светлост и хоризонтално поларизована светлост. Лево око тада види мало другачију слику од десног, а мозак комбинује слике да створи перцепцију дубине.
Бревстеров угао и поларизација рефлексијом
Када светлосни сноп упадне на површину материјала, део светлости се одбије, а део се преломи (путује кроз материјал). Угао упадне светлости потребан да би одбијена светлост и преломљена светлост били под тачно правим углом назива се Бревстер-ов угао.
Када је упадни угао једнак Брустеровом углу (у зависности од састава медија на било ком страна површине), а упадна светлост је неполаризована, изазваће линеарну поларизацију одбијеног светло. Ако упадна светлост има специфичну поларизацију, посебну за материјал, она ће се преломити само без уопште рефлектоване светлости.
Зашто се ово дешава? Када упадну светлост привремено апсорбују атоми на површини материјала, електрони у атомима материјала осцилирају. Будући да су светлосни таласи попречни, поларизација мора бити окомита на смер кретања таласа. Дакле, ако је поларизација упадног таласа у правцу у којем би требао бити одбијени талас, одбијени талас не може постојати.
Ако је упадна светлост неполаризована, одбијена светлост ће бити поларизована хоризонтално, паралелно са рефлектујућом површином. Ово се назива с-поларизована светлост. Светлост са поларизацијом у упадној равни или раван настала из правца кретања упадне светлости и вектора окомитог на површину назива се п-поларизована.
Поларизоване сунчане наочаре користе концепт Бревстеровог угла како би смањиле одбијање сунчеве светлости од водоравних површина. Када је сунце ниско на небу, има пуно с-поларизоване светлости у одбијеном одсјају са површина попут воде и путева. Поларизоване сунчане наочаре блокирају светлост која има ову поларизацију, смањујући одсјај.
Поларизација распршивањем
Расејање упадне светлости из молекула ваздуха доводи до тога да је светлост линеарно поларизована окомито на упадну раван. Молекули ваздуха носе своје мало осциловање у једном правцу, познато као диполни тренутак, и зраче енергију окомито на линију те осцилације. Дакле, ако диполни момент молекула осцилира напред-назад на г.-ос, инцидентна неполаризована светлост ће се раштркати из ње у Икс-смер, поларизован у г.-смер (паралелно са диполом).
Ако је таласна дужина упадне светлости упоредива са величином молекула, то се назива Раилеигх-овим расејањем. Раилеигх-ово расипање одговорно је за боју неба, било да је дубоко плаво предивног дана или дубоко црвено заласка сунца; боје се мењају у зависности од угла пада сунчеве светлости на атмосферу.
Поларизација рефракцијом
Поларизација се такође може десити преламањем или савијањем светлости при преласку из једног медија у други. Најчешће се поларизација јавља окомито на површину.
Када индекс преламања материјала зависи од правца пада и поларизације светлости, он се назива дволомни. У дволомним материјалима, упадни зрак светлости поларизацијом се дели на два зрака унутар материјала који иду мало другачијим путевима.
Неки научници сумњају да су Викинзи двокрилни тип кристала звани "калцит" можда користили као навигацијску помоћ, јер би се његова рефрактивна поларизујућа својства могла користити за лоцирање сунца по облачном дану или чак испод Хоризонт.
Кружна поларизација
Кружна поларизација је поларизационо стање у коме се смер електричног поља ротира кружно с временом сталном брзином у равни која је окомита на смер ширења. То се може замислити као вектор електричног поља који извлачи завојницу око осе ширења док се талас шири. (Могућа је и елиптична поларизација, код које је спирала благо згужвана у једној димензији.)
Ако се док се гледа у смеру извора светлости чини да се вектор електричног поља ротира у смеру кретања казаљке на сату, светлост се назива десно-кружно поларизована. Ако се чини да се вектор ротира у смеру казаљке на сату, светлост се назива лево-кружно поларизована.
Кружну поларизацију стварају два линеарно поларизована светлосна таласа, поларизована окомито један на други и сваки се шири за 90 степени ван фазе. Елиптична поларизација је када један од ових светлосних таласа има мању амплитуду од другог, стварајући елипсу уместо круга.