Почему поляризационные фильтры работают только в одном направлении?

Поэтому вчера я купил поляризационный фильтр с диском, который можно повернуть, чтобы увеличить / уменьшить эффект поляризации и установить прямо на объектив. У меня также есть старый поляризационный фильтр, который вы установили в прямоугольный держатель фильтра. По стечению обстоятельств я сейчас занимаюсь поляризацией в физике в школе, поэтому понимаю концепции.

Понимая, что мой экран телефона излучает поляризованный свет, вы можете повернуть мой старый фильтр перед экраном и посмотреть, как он переходит от светлого к темному, затем к светлому, затем к темному и т. Д. Это сработало в обоих направлениях, так что если я переверну фильтр вокруг, эффект будет таким же. Поэтому я пробую его с моим новым фильтром и начинаю вращать его - эффект такой же, как и старый, как и ожидалось. Однако, если я перевернул его, эффект не был увеличением / уменьшением яркости, он фактически заставлял экран переходить от теплого к холодному, затем обратно к теплому, а затем к охлаждению, когда вы поворачивали его (т.е. от оранжевого к синему).

Я не понимаю, почему это происходит - конечно, он должен работать в обоих направлениях, как мой старый фильтр?

Мой телефон Samsung Galaxy S8, поэтому он имеет дисплей Super AMOLED.

Вы, вероятно, сравниваете линейный поляризатор с круговым поляризатором. Линейный поляризатор - это основной фильтр, который пропускает только световые волны, поляризованные в определенном направлении. Это работает в любую сторону, и вы можете объединить два из них для создания фильтра переменной плотности - вращая второй поляризатор, он пропускает большую часть света, когда направления поляризации совпадают, и минимальное количество, когда направления поляризации находятся на 90 градусов друг к другу.

Многие старые поляризационные фильтры были линейными - и это похоже на ваш прямоугольный фильтр.

Но есть и поляризационный эффект, когда свет отражается от стекла или воды под углом (насколько сильно зависит от угла). - именно поэтому вращение поляризатора часто может уменьшить отражения от воды или стекла.

К сожалению, это может вызвать проблемы, когда это происходит в системах измерения / автофокусировки камеры. Таким образом, производители пришли к идее круговых поляризаторов - они дороже, чем обычные линейные поляризаторы, и сочетают линейный поляризатор (спереди) со вторым слоем, который преобразует линейно поляризованный свет в круговой поляризованный свет, который не страдают от эффекта отражения. Но это означает, что они работают как линейные поляризаторы только в одну сторону. (Подробнее о том, как работает второй слой - четвертьволновая пластина, см. Https://en.wikipedia.org/wiki/Waveplate ).

Эффект цветового сдвига, вероятно, аналогичен эффекту, используемому в геологических микроскопах, где его можно использовать для идентификации материалов в тонко нарезанных образцах горных пород.

Цифровая камера спортивной автоматизации, которая регулирует экспозицию и фокус. Эти механизмы, вероятно, зависят от полупрозрачных зеркал. Они работают как зеркальные очки; они пропускают немного света и отражают остаток. Когда вы устанавливаете поляризационный фильтр, это может ухудшить эффективность этой замечательной автоматизации. Поскольку установка поляризационного фильтра часто желательна, нам нужен такой, который не принесет вреда.

Поляризационный фильтр, который мы используем, на самом деле состоит из двух фильтров. Фронтальный фильтр представляет собой обычный поляризационный линейный экран. Этот делает работу. Это смягчает отражения, уменьшает дымку и увеличивает насыщенность. Из-за темноты голубого неба белые облака выделяются ярким рельефом. Так что это предварительный фильтр, который делает дело.

За поляризационным экраном установлен второй фильтр, который называется замедлителем. Этот фильтр эффективно деполяризует свет. Этот сэндвич-фильтр теперь называется круговым поляризатором. Это нормально, потому что действия поляризационного экрана не нарушены, как и автоматизация камеры. Если вы включите этот «круговой» поляризатор, вы эффективно уменьшите его способность поляризовать свет.

Кстати, ранние ученые, работающие с материалами, которые поляризовали свет, ошибочно предполагали, что свет имеет + и - компонент, что-то вроде магнита имеет Северный и Южный полюс. Они предположили, что фильтр каким-то образом разделил свет на положительные и отрицательные (поляризованные) световые лучи. Это оказалось ложным, но название поляризации застряло.

Большинство согласится, что поляризационный фильтр является обязательным фильтром.

Поляризаторы забавны и показывают эффекты квантовой механики, которые могут сбить людей с толку. Можно считать, что свет и все электромагнитные волны состоят из двух частей, одна из которых на четверть волны позади другой. Если две части имеют свои электрические поля, выровненные тогда, у нас есть линейная поляризация (и есть много направлений выравнивания). Если вторая часть повернулась в сторону, то общий волновой эффект превращается в спираль (спираль). Старый фильтр выбирает только для выровненных волн, в то время как новые фильтры выбирают для тех, которые расположены как спираль (с определенным направлением поворота).

Многие люди думают, что линейно выровненное состояние является «квантовым состоянием» (то есть счетным), в то время как в (квантовой) реальности только два спиральных состояния левой и правой круговой поляризации являются различными счетными состояниями.

Для веселого теста возьмите три линейных поляризатора (например, поляризованные очки в магазине). Первый установлен в нормальном направлении «вверх», второй - под прямым углом (поперек), и наблюдайте, что свет не проходит. Теперь добавьте третий на 45 ° сзади - все еще ничего, но теперь поместите третий поляризатор посередине - наблюдайте за тем, что происходит, и удивляйтесь, почему! (Линейная поляризация не является квантовым состоянием ..) Посмотрите это видео MinutePhysics для демонстрации .

Использование линейных поляризаторов в квантовой криптографии может ввести в заблуждение людей, полагая, что они нарушили законы вероятности (см. Теорему Белла), когда на самом деле вычисление вероятности выполняется не по кругу, а по кругу (эти 45 ° линейные поляризаторы). не классический выбор 50:50!)

Существует 3 вида поляризационных фильтров:

• 1-я линия (для пленочных камер с ручным фокусом).
• 2-й круговой (для пленочных камер с ручной фокусировкой) и
• 3-й циркуляр (для цифровых зеркальных фотокамер и обычных камер с автофокусировкой, которые содержат обе компоненты, чтобы не нарушать фокусировку и / или экспозицию).

К сожалению, некоторые производители ничего о них не понимают, поэтому ваша круговая поляризация была установлена ​​во вращающейся рамке, когда нет смысла вращать ее.

Вам необходимо иметь линейный компонент в фильтре с круговой поляризацией, если вы используете DSLR или камеру с автофокусом.

Поэтому лучше всего сделать трюк на экране телефона, прежде чем купить фильтр. Таким образом, вы можете, по крайней мере, сказать, что он имеет линейный компонент, хотя он говорит CPL на стороне.