Perché i filtri polarizzatori funzionano solo in una direzione?

Così ieri ho comprato un filtro polarizzatore che ha un quadrante che puoi ruotare per aumentare / diminuire l'effetto di polarizzazione e montarlo direttamente sull'obiettivo. Ho anche un vecchio filtro polarizzatore che è stato montato in un portafiltri rettangolare. Per coincidenza, sto facendo polarizzazione in fisica a scuola al momento, quindi comprendi i concetti.

Comprendendo che lo schermo del mio telefono ha emesso luce polarizzata, potresti girare il mio vecchio filtro davanti allo schermo e guardarlo passare da chiaro a scuro, quindi leggero e poi di nuovo scuro ... Funzionava in entrambi i modi, quindi se avessi acceso il mio filtrare intorno, l'effetto sarebbe lo stesso. Quindi lo provo con il mio nuovo filtro e comincio a ruotarlo: l'effetto è lo stesso del vecchio previsto. Tuttavia, se l'ho capovolto, l'effetto non è stato un aumento / diminuzione della luminosità, in realtà ha fatto passare lo schermo da caldo a freddo, quindi di nuovo a caldo e poi a freddo mentre lo ruotavi (cioè arancione a blu).

Non capisco perché questo accada - sicuramente dovrebbe funzionare in entrambi i modi come il mio filtro più vecchio?

Il mio telefono è un Samsung Galaxy S8, quindi ha un display Super AMOLED.

Probabilmente stai confrontando un polarizzatore lineare con un polarizzatore circolare. Il polarizzatore lineare è un filtro di base che passa solo le onde luminose polarizzate in una direzione particolare. Funziona in entrambi i modi e puoi combinarne due per produrre un filtro a densità variabile: ruotando il secondo polarizzatore, passa la maggior parte della luce quando le direzioni di polarizzazione sono uguali e una quantità minima quando le direzioni di polarizzazione sono a 90 gradi l'uno rispetto all'altro.

Molti vecchi filtri polarizzatori erano lineari, e questo suona come il tuo filtro rettangolare.

Ma c'è anche un effetto polarizzante quando la luce si riflette sul vetro o sull'acqua in un angolo (quanto varia con l'angolo). - ecco perché ruotare un polarizzatore può spesso ridurre i riflessi dell'acqua o del vetro.

Sfortunatamente, ciò può causare problemi quando si verifica nei sistemi di misurazione / AF di una fotocamera. Quindi i produttori hanno avuto l'idea dei polarizzatori circolari - questi sono più costosi dei normali polarizzatori lineari e combinano un polarizzatore lineare (nella parte anteriore) con un secondo strato che converte la luce polarizzata linearmente in luce polarizzata circolare - che non soffre dell'effetto riflesso. Ciò significa che funzionano solo come polarizzatori lineari a senso unico. (Per i dettagli su come funziona il secondo strato - una piastra da un quarto d'onda - vedi https://en.wikipedia.org/wiki/Waveplate ).

L'effetto di spostamento del colore è probabilmente simile a quello utilizzato nei microscopi geologici, dove può essere utilizzato per aiutare a identificare i materiali nei campioni di roccia a fettine sottili.

L'automazione sportiva della fotocamera digitale che regola l'esposizione e la messa a fuoco. Questi meccanismi dipendono probabilmente da specchi semi argentati. Questi funzionano come occhiali da sole a specchio; passano un po 'di luce e riflettono il resto. Quando si monta un filtro polarizzatore, può essere un danno che diminuisce l'efficacia di questa meravigliosa automazione. Poiché è spesso auspicabile montare un filtro polarizzatore, ne abbiamo bisogno uno che non faccia male.

Il filtro polarizzante che usiamo è in realtà due filtri inseriti insieme. Il filtro frontale è un normale schermo lineare polarizzante. Questo fa il lavoro. Riduce i riflessi, taglia la foschia e aumenta la saturazione. Poiché oscura il cielo blu, le nuvole bianche si fanno risaltare in un audace rilievo. Quindi è il filtro iniziale che fa l'atto.

Dietro lo schermo polarizzante è montato un secondo filtro chiamato retarder. Questo filtro de-polarizza efficacemente la luce. Questo filtro sandwich è ora chiamato polarizzatore circolare. Va bene perché le azioni dello schermo di polarizzazione iniziale non sono compromesse e nemmeno l'automazione della fotocamera. Se si gira questo polarizzatore "circolare", si mitiga efficacemente la sua capacità di polarizzare la luce.

A proposito, i primi scienziati che lavoravano con materiali che polarizzavano la luce presumevano erroneamente che la luce avesse un + e - componente, qualcosa come un magnete ha un Polo Nord e Sud. Presumevano che il filtro dividesse in qualche modo la luce in raggi di luce positivi e negativi (polarizzati). Ciò è stato dimostrato falso ma il nome polarizzato è rimasto bloccato.

La maggior parte sarebbe d'accordo, il filtro polarizzante è un filtro indispensabile.

I polarizzatori sono divertenti e mostrano effetti di meccanica quantistica che possono confondere le persone. La luce, e tutte le onde elettromagnetiche, possono essere considerate di due parti, con una che è un quarto d'onda dietro l'altra. Se le due parti hanno i loro campi elettrici allineati, allora abbiamo una polarizzazione lineare (e ci sono molte direzioni di allineamento). Se la seconda parte è girata di lato, l'effetto d'onda complessivo si trasforma in un'elica (spirale). Il vecchio filtro seleziona solo per le onde allineate, mentre i nuovi filtri selezionano per quelli disposti come un'elica (con una particolare direzione di virata).

Molte persone pensano che lo stato allineato lineare sia uno "stato quantico" (cioè numerabile) mentre nella realtà (quantistica) sono solo i due stati a spirale della polarizzazione circolare sinistra e destra che sono distinti stati numerabili.

Per un test divertente, prendi tre polarizzatori lineari (ad es. Occhiali da sole polarizzati in un negozio). Il primo set in una normale direzione "in alto", il secondo impostato ad angolo retto (attraverso), e non osserva la luce che passa. Ora aggiungi il terzo a 45 ° sul retro - ancora niente, ma ora metti quel terzo polarizzatore nel mezzo - Osserva cosa succede e chiediti perché! (La polarizzazione lineare non è uno stato quantico ..) Guarda questo video di MinutePhysics per una dimostrazione .

L'uso dei polarizzatori lineari nella crittografia quantistica può ingannare le persone nel pensare di aver infranto le leggi della probabilità (vedi il teorema di Bell), quando in realtà è solo che il calcolo della probabilità viene eseguito su un cerchio non su un quadrato (quei polarizzatori lineari a 45 ° non sono una classica selezione 50:50!)

Esistono 3 tipi di filtri polarizzatori su:

• 1a Linea (per fotocamere con pellicola con messa a fuoco manuale).
• 2nd Circular (per fotocamere con pellicola con messa a fuoco manuale) e
• 3a circolare (per DSLR e fotocamere autofocus generiche che contengono entrambe per non disturbare la messa a fuoco e / o i componenti di esposizione).

Sfortunatamente alcuni produttori non capiscono nulla su di loro, motivo per cui la tua polarizzazione circolare è stata montata in una cornice rotante quando non ha senso ruotarla.

È necessario disporre di un componente lineare nel filtro polarizzatore circolare se si utilizza una fotocamera DSLR o di messa a fuoco automatica.

Quindi è meglio fare il trucco dello schermo del telefono prima di acquistare il filtro. In questo modo puoi almeno dire che ha un componente lineare anche se dice CPL sul lato.