Закон малюса для поляризованного света кратко

Обновлено: 06.07.2024

Естественный световой луч представляет собой достаточно сложное явление, так как имеет двойственную корпускулярно-волновую природу. В одних случаях он начинает вести себя как электромагнитные, систематизированные волны, в других случаях — как хаотичный частиц (фотонов и квантов).

При исследовании процесса поляризации свет проявляет луч демонстрирует свойства поперечных электромагнитных волн.

Поляризованный свет – это свет, в котором все колебательные направления упорядочены каким-либо образом и действуют по определенной схеме.

Свет с преимущественным направлением колебаний осей называют в физике частично поляризованным светом. В природе также существует огромный класс электромагнитных волн, в которых движения магнитного и электрического полей совершаются по конкретным сторонам.

Такое свойство определяет дальнейшее состояние поляризации световой волны. Если вектор напряженности электромагнитной волны колеблется и направляется в неопределенном пространстве, говорят о линейной поляризации, а вот волна света в этом случае полностью поляризована.

Поляризованный и естественный свет: закон Максвелла

Максвелл быстро разработал комплексную и эффективную модель поперечных световых волн, которые приводили в итоге к явлению двойного лучепреломления и ряду иных оптических эффектов. Спустя 40 лет теория ученого точно описала и объяснила поперечную природу света.

Электромагнитные волны Максвелла включали:

поля, которые колеблются перпендикулярно направлению центрального перемещения;
колебательные упорядоченные направления светового вектора, называемые поляризованными;
систематизированный волны светового луча.

Элементы расположены под углом 90° относительно друг друга. Для исследования поляризации света достаточно знать изначальное положение только одного из световых векторов. Обычно для этого используется ось $E$.

Готовые работы на аналогичную тему

При этом распространения электрического и магнитного полей формируют комплексную правую систему координат. Уравнения доказывают, что частицы поля находятся в фазовой среде и в любой момент времени могут одновременно достигать максимальных значений в пространстве. Закон максвелла предполагает, что абсолютно для всех электромагнитных волн в пустоте поляризованный свет возможно получить из естественного посредством поляризаторов, способных пропускать световые лучи только в одном направлении (кварц, исландский шпат турмалин).

Рисунок 1. Поляризация света, теория Максвелла. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Закон Брюстера и корпускулярно-волновой дуализм

Рисунок 2. Закон Брюстера. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Закон Брюстер гласит, что преломление сред зависит от угла, которые устанавливает основные показатели светового луча.

Таким образом, если тангенс угла падения пучка света на границу раздела двух одинаковых диэлектриков равен относительному параметру преломления, то отраженный элемент полностью поляризован в той плоскости, которая перпендикулярна к поверхности падения.

Вращение плоскости световой поляризации – систематический поворот поверхности линейно поляризованного светового луча при его прохождении через определенное вещество.

Такой эффект часто наблюдается в средах, которые оснащены круглым двойным лучепреломлением, то есть различными показателями преломления для поляризованных по кругу векторов. Линейно поляризованный световой луч можно представить, как итог сложения двух осей, что распределяются в одном направлении. Если такие два элемента распространяются в физическом теле с различными скоростями, то это приводит к внезапному повороту плоскости поляризации суммарного луча. Следовательно, вращение плоскости, согласно закону Брюстера, может быть обусловлено внешним магнитным полем или внутренней структуры вещества.

Для исследования поляризованного света существуют и часто используются специальные поляризационные устройства. Они обладают свойством пропускать основные составляющие луча с определенным направлением электрической оси, которое называется коэффициентом пропускания поляризационного объекта.

Опыты русского ученого Лебедева в корпускулярно-волновом дуализме показали, что свет может оказывать существенной давление на окружающие вещи. Перед ученым возникло огромное количество технических сложностей. Несмотря на это, он экспериментально доказал, что фотоны светового луча передают поверхностям ненулевой импульс, когда встречают серьезные преграды.

На сегодняшний день физики выделяют такие кванты:

гравитационного поля - предсказаны только с теоретической точки зрения и не имеют научного доказательства;
глюонного поля – его элементы были найдены, в отличии от гравитонов;
коллективного взаимодействия узлов - отвечают за превращение электромагнитного излучения в звук.

Закон Малюса

Рисунок 3. Закон Малюса. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Закон Малюса базируется на том, что прямая зависимость интенсивности полностью поляризованного света после его прохождения заключается в определенном анализаторе, действующего от угла между плоскостями до падающего света и анализатора.

Свет с другой поляризацией может быть представлен в виде общей суммы двух линейных составляющих, к каждой из которых возможно применить теорию Малюса. Интенсивность светового луча, прошедшего через поляризатор, прямо пропорциональна показателю интенсивности падающего поляризованного вектора квадрату косинуса угла, расположенного между плоскостью преломленного света и плоскостью поляризатора.

Все кристаллы являются мощными анизотропными, то есть их свойства напрямую зависят от исходного направления. Эффект двойного лучепреломления впервые был обнаружен Барталином в 1667 году на кристалле исландского шпата. Данное явление в теории Малюса заключается в следующем: световой луч, падающий на анизотропный элемент, разделяется на два фрагмента: необыкновенный и обычный, который в итоге распространяются с разными скоростями в различных направлениях. Интересно, что у двуосных кристаллов всегда имеется два направления, вдоль которых не наблюдается двойное лучепреломление.

Для релятивистского случая необходимо добавить циклические частоты поляризованных световых волн. Но эти компоненты будут учитываться, только если сам источник света движется со скоростью, максимально близкой к скорости света. Для использования на практике расширенной формулы Малюса не обязательно преодолевать двести тысяч километров в секунду. Релятивистской считается та скорость, которая равна одному проценту от скорости светового луча в вакууме.

Наиболее просто поляризационный свет можно получить из естественного света при отражении световой волны от границы раздела двух диэлектриков.

Если естественный свет падает на границу раздела двух диэлектриков (например, воздух-стекло), то часть его отражается, а часть преломляется и распространяется во второй среде.

Закон Брюстера:

При угле падения, равном углу Брюстера і_Б_р: 1. отраженный от границы раздела двух диэлектриков луч будет полностью поляризован в плоскости, перпендикулярной плоскости падения; 2. Степень поляризации преломленного луча достигает максимального значения меньшего единицы; 3. Преломленный луч будет поляризован частично в плоскости падения; 4. Угол между отраженным и преломленным лучами будет равен 90°; 4. Тангенс угла Брюстера равен относительному показателю преломления

n₁₂ - показатель преломления второй среды относительно первой. Угол падения (отражения) - угол между падающим (отраженным) лучом и нормалью к поверхности. Плоскость падения - плоскость, проходящая через падающий луч и нормаль к поверхности.

Поляризованный свет можно получить из естественного с помощью поляризаторов - анизотропных кристаллов, пропускающих свет только в одном направлении (исландский шпат, кварц, турмалин).

Поляризатор, анализирующий в какой плоскости поляризован свет, называется анализатором.

Если на анализатор падает плоско поляризованный свет амплитудой Е₀ и интенсивности I₀ ( ), плоскость поляризации которого составляет угол φ с плоскостью анализатора, то падающее электромагнитное колебание можно разложить на два колебания; с амплитудами и , параллельное и перпендикулярное плоскости анализатора.

Сквозь анализатор пройдет составляющая параллельная плоскости анализатора, то есть составляющая , а перпендикулярная составлявшая будет задержана анализатором. Тогда интенсивность прошедшего через анализатор света будет равна ( ):

- закон Малюса

Закон Малюса: Интенсивность света, прошедшего через поляризатор, прямо пропорциональна произведению интенсивности падающего плоско поляризованного света I₀ и квадрату косинуса угла между плоскостью падающего света и плоскостью поляризатора.

Если на поляризатор падает естественный свет, то интенсивность вышедшего из поляризатора света I₀ равна половине I_ест, и тогда из анализатора выйдет

Поляризация света при отражении и преломлении

Поляризованный свет можно получить, используя отражение или преломление света от диэлектрических изотропных сред (например, от стекла). Если угол падения света на границу раздела двух диэлектриков отличен от нуля, отраженный и преломленный лучи оказываются частично поляризованными. В отраженном луче преобладают колебания, перпендикулярные плоскости падения (на рис. 5.9 эти колебания обозначены точками), в преломленном луче – колебания, параллельные плоскости падения (на рис. 5.9 они изображены двусторонними стрелками).

Степень поляризации того и другого луча зависит от угла падения луча. У каждой пары прозрачных сред существует такой угол падения, при котором отраженный свет становится полностью плоскополяризованным, а преломленный луч остается частично поляризованным, но степень его поляризации при этом угле максимальна (рис. 5.10). Этот угол называется углом Бpюстеpа. Угол Брюстера определяется из условия

где – относительный показатель преломления двух сред. Можно показать, что при падении волны под углом Брюстера отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны.

Таким образом, пластинка диэлектрика сортирует лучи естественного света, отражая преимущественно лучи с одним направлением колебаний и пропуская перпендикулярные колебания.

Рис. 5.11а

Рис. 5.11б

Закон Брюстера может быть использован для изготовления поляризатора. В этом случае используют не отраженный, а преломленный луч, хотя он и не полностью поляризован. Чтобы получить высокую степень поляризации преломленного луча, его пропускают через стопу стеклянных пластинок: после прохождения каждой следующей пластинки стопы степень поляризации преломленного луча увеличивается. При достаточно большом числе пластинок проходящий через эту систему свет будет практически полностью плоскополяризованным, а интенсивность прошедшего света в отсутствие поглощения будет равна половине интенсивности падающего на стопу естественного света.

Основными источниками поляризованного света в окружающей нас среде являются такие яркие горизонтальные поверхности как водная гладь, мокрый асфальт (рис. 5.11а), снег, лед (рис. 5.11б), стеклянные поверхности (рис. 5.11в). По характеру воздействия на глаз или фотоплёнку плоскополяризованный свет ничем не отличается от неполяризованного.

Рис. 5.11в

Этот свет создает оптические помехи, приводит к ухудшению видимости при рыбной ловле, вождении автомобиля.

Рис. 5.11г

Блики могут неожиданно возникнуть на дороге, заставая водителей врасплох, особенно на мокрой дороге весной или осенью, когда солнце находится низко над горизонтом (рис. 5.11г).

Закон Брюстера:

Поляризатор, анализирующий в какой плоскости поляризован свет, называется анализатором.

- закон Малюса

Поляризация света при отражении и преломлении

Рис. 5.11а

Рис. 5.11б

Рис. 5.11в

Этот свет создает оптические помехи, приводит к ухудшению видимости при рыбной ловле, вождении автомобиля.

Рис. 5.11г

В 1809 г. французский инженер Э. Малюс открыл закон, названный впоследствии его именем. В опытах Малюса свет последовательно пропускался через две одинаковые пластинки из турмалина.

Пластинки могли поворачиваться друг относительно друга на угол φ (рис. 11.10).

Интенсивность прошедшего света оказалась прямо пропорциональной: : .

Ни двойное лучепреломление, ни закон Малюса не нашли объяснения в рамках теории продольных волн. Для продольных волн направление распространения луча является осью симметрии. В продольной волне все направления в плоскости, перпендикулярной лучу, равноправны. В поперечной волне (например в волне, бегущей по резиновому жгуту) направление колебаний и перпендикулярное ему направление не равноправны (рис. 11.11).

Из рисунка видно, что поворот щели S вызовет затухание волны.

С помощью разложения вектора на составляющие по осям можно объяснить закон Малюса (рис. 11.10).

В каждый момент времени вектор может быть спроектирован на две взаимно перпендикулярные оси (рис. 11.12).

Рассмотрим прохождение естественного света последовательно через два идеальных поляроида Р и А (рис. 11.10), разрешенные направления которых развернуты на некоторый угол φ. Первый поляроид играет роль поляризатора. Он превращает естественный свет в линейно-поляризованный. Второй поляроид служит для анализа падающего на него света. Здесь также используется явление дихроизма.

Световую волну с амплитудой разложим на две составляющие.

, ,

– пройдет через поляризатор, а – не пройдет.

Найдем интенсивность проходящего света. Т.к. , то и , отсюда получим закон Малюса:

В естественном свете все значения φ равновероятны и среднее значение . Поэтому интенсивность естественного света, прошедшего один поляризатор уменьшается в два раза.

Поставим на пути естественного света два поляризатора, плоскости которых образуют угол φ. Из первого поляризатора выйдет луч интенсивностью . Согласно закону Малюса интенсивность света, прошедшего второй поляризатор,

Это без учета поглощения света в кристалле.

при φ = 0.

При φ = π/2 – скрещенные поляризаторы свет не пропускают.

Таким образом, в электромагнитной теории света закон Малюса находит естественное объяснение на основе разложения вектора на составляющие.

Трудно выделить, кто первым открыл поляризованный свет. Древние люди могли заметить своеобразное пятно, глядя на небо в определенных направлениях. Поляризация имеет множество причуд, проявляет себя в разных областях жизни, и сегодня она является предметом массового исследования и применения, причина всему — закон Малюса.

Открытие поляризованного света

Викинги, возможно, могли использовать поляризацию неба для навигации. Даже если они этого не сделали, то они точно обнаружили Исландию и замечательный камень кальцит. Исландский шпат (кальцит) был известен еще в их времена, именно жителям Исландии он обязан своим названием. Минерал когда-то применялся в навигации за счет своих уникальных оптических свойств. Он сыграл главную роль в современном открытии поляризации и продолжает оставаться предпочтительным материалом для разделения поляризационных составляющих света.

В 1669 году датский математик из Копенгагенского университета Эразм Бартолинус не только увидел двойной свет, но и провел некоторые эксперименты, написав 60-страничные мемуары. Это было первое научное описание поляризационного эффекта, а автор может считаться первооткрывателем этого удивительного свойства света.

Христиан Гюйгенс разработал импульсно-волновую теорию света, которую он опубликовал в 1690 году в своей знаменитой книге Traite de la Lumiere. В то же время Исаак Ньютон выдвинул корпускулярную теорию света в своей книге Opticks (1704). В итоге оба были правы и неправы, поскольку свет имеет двойственную природу (волна и частица). Все же Гюйгенс был ближе к современному виду пониманию процесса.

В 1801 году Томас Юнг сделал знаменитый эксперимент по интерференции с двумя щелями. Доказал, что свет ведет себя как волны, а наложение волн может привести к темноте (разрушительная интерференция). Он использовал свою теорию для объяснения таких вещей, как кольца Ньютона и сверхъестественные дуги радуги. Прорыв в науке произошел несколько лет спустя, когда Юнг показал, что поляризация возникает из-за поперечной волновой природы света.

Молодой Этьен Луис Малюс жил в бурную эпоху - во время французской революции и царствования террора. Он участвовал с армией Наполеона при вторжении в Египет, а также в Палестину и Сирию, где заразился чумой, которая убила его несколько лет спустя. Но он успел внести важный вклад в понимание поляризации. Закон Малюса, который предсказал интенсивность света, передаваемого через поляризатор, стал одним из востребованных в XXI веке при создании жидкокристаллических экранов.

Сэр Дэвид Брюстер, известный научный писатель, изучал предметы оптической физики, такие как дихроизм и спектры поглощения, а также более популярные предметы, такие как стереофоническая фотография. Известна знаменитая фраза Брюстера: "Все прозрачно, кроме стекла".

Он также внес неоценимый вклад в изучение света:

Поляризационный Закон Малюса

Прежде чем говорить о поляризации, нужно сначала вспомнить о свете. Свет — это волна, хотя иногда это частица. Но в любом случае, поляризация имеет смысл, если мы представляем свет как волну, как линию, когда она движется от лампы к глазам. Большинство света, представляет собой смешанный беспорядок световых волн, которые колеблются во всех направлениях. Это направление колебаний называется поляризацией света. Поляризатор — это устройство, которое очищает этот беспорядок. Он принимает все, что смешивает свет, и пропускает только свет, который колеблется в одном конкретном направлении.

Формулировка Закона Малюса звучит таким образом: когда на анализатор падает полностью плоский поляризованный свет, интенсивность света, передаваемого анализатором, прямо пропорциональна квадрату косинуса угла между осями передачи анализатора и поляризатором.

Поперечная электромагнитная волна содержит как электрическое, так и магнитное поле, а электрическое поле в световой волне перпендикулярно направлению распространения световой волны. Направление световой вибрации — это электрический вектор E.

Для обычного неполяризованного пучка электрический вектор продолжает менять свое направление случайным образом, когда свет пропускается через поляроид, возникающий свет плоско поляризован с его электрическим вектором, вибрирующим в определенном направлении. Направление вектора возникающего пучка зависит от ориентации поляроида, а плоскость поляризации спроектирована как плоскость, содержащая E-вектор и световой луч.

На рисунке ниже показан плоский поляризованный свет из-за вертикального вектора EI и горизонтального вектора EII.

Неполяризованный свет проходит через Polaroid P 1, а затем через Polaroid P 2, образуя угол θ с y ax-s. После того как свет, распространяющийся вдоль направления х, проходит через Polaroid P 1, электрический вектор, связанный с поляризованным светом, будет вибрировать только вдоль оси y.

Теперь, если мы разрешим этому поляризованному пучку снова проходить через поляризованный P 2, образуя угол θ с осью y, тогда, если E 0 - амплитуда падающего электрического поля на P 2, тогда амплитуда волны, выходящей из P 2, будет равна E 0 cosθ и, следовательно, интенсивность появляющегося пучка будет по Закону Малюса (формула) I = I 0 cos 2 θ

где I 0 - интенсивность пучка, выходящего из P 2, когда θ = 0 θ - угол между плоскостями передачи анализатора и поляризатором.

Пример расчета интенсивности света

Закон Малюса: I 1 = I o cos 2 (q);

где q - угол между направлением поляризации света и осью передачи поляризатора.

Неполяризованный свет с интенсивностью I o = 16 Вт/м 2 падает на пару поляризаторов. Первый поляризатор имеет ось передачи, выровненную на расстоянии 50o от вертикали. Второй поляризатор имеет ось передачи, выровненную на расстоянии 20o от вертикали.

Проверку Закона Малюса можно сделать, высчитывая, какова интенсивность света, когда он возникает из первого поляризатора:

Свет не поляризован, поэтому I 1 = 1/2 I o = 8 Вт/м 2.

Интенсивность света из второго поляризатора:

I 2 = 8 cos 2 20 o

Далее следует по Закону Малюса, формулировка которого подтверждает, что когда свет выходит из первого поляризатора, он линейно поляризуется при 50o. Угол между этим и осью передачи второго поляризатора составляет 30o. Следовательно:

I 2 = I 1 cos 2 30o = 8 * 3/4 = 6 Вт/м 2.

Теперь линейная поляризация пучка света с интенсивностью 16 Вт/м 2 падает на одну и ту же пару поляризаторов. Направление поляризации падающего света составляет 20o от вертикали.

Интенсивность света, выходящего из первого и из второго поляризаторов. Проходя через каждый поляризатор, интенсивность уменьшается в 3/4 раза. После выхода из первого поляризатора интенсивность составляет 16 * 3/4 = 12 Вт/м 2 и снижается до 12 * 3/4 = 9 Вт/м 2после прохождения второго.

Поляризация закона Малюса говорит от том, что для поворота света с одного направления поляризации на другое уменьшается потеря интенсивности, используя больше поляризаторов.

Предположим, нужно повернуть направление поляризации на 90 o .

N, количество поляризаторов

Угол между последовательными поляризаторами

3/4 x 3/4 x 3/4 = 27/64

[cos 2 (90 o / N)] N

Расчет угла отражения Брюстера

Когда свет поражает поверхность, часть света отражается, а часть проникает (преломляется). Относительное количество этого отражения и рефракции зависят от веществ, проходящих через свет, а также от угла, под которым свет попадает на поверхность. Существует оптимальный угол, в зависимости от веществ, который позволяет свету максимально преломляться (проникать). Этот оптимальный угол известен как угол шотландского физика Дэвида Брюстера.

Расчет угла Брюстера для обычного поляризованного белого света производится по формуле:

theta = arctan (n1 / n2),

где theta — угол Брюстера, а n1 и n2 - показатели преломления двух сред.

Для вычисления лучшего угла для максимального проникновения света через стекло — из таблицы показателей преломления находим, что показатель преломления для воздуха равен 1,00, а показатель преломления для стекла - 1,50.

Угол Брюстера будет arctan (1.50 / 1.00) = arctan (1.50) = 56 градусов (приблизительно).

Вычисление лучшего угла для света для максимального проникновения в воду. Из таблицы показателей преломления следует, что показатель для воздуха равен 1,00, а показатель преломления для воды - 1,33.

Угол Брюстера будет arctan (1.33 / 1.00) = arctan (1.33) = 53 градуса (приблизительно).

Применение поляризованного света

Простой обыватель даже не представляет себе, насколько интенсивно используются в мире поляризаторы. Поляризация света закона Малюса окружает нас повсюду. Например, такие популярные вещи, как солнцезащитные очки Polaroid, а также использование специальных поляризационных фильтров для объективов камеры. Различные научные инструменты используют поляризованный свет, излучаемый лазерами или путем поляризации ламп накаливания и флуоресцентных источников.

Поляризаторы иногда используются для освещения помещений и сцены, чтобы уменьшить блики и обеспечить более равномерную освещенность и в качестве очков, чтобы придать видимое ощущение глубины трехмерным фильмам. Скрещенные поляризаторы даже используются в космических костюмах, чтобы резко уменьшить освещенность от солнца, попадающего в глаза космонавта во время сна.

Секреты оптики в природе

В результате синий избирательно поглощается молекулами воздуха, а затем выделяется снова во всех направлениях. Другие цвета менее разбросаны и, следовательно, обычно не видны. Солнце полудня имеет желтый цвет, поглотив свой синий цвет. При восходе или закате солнечный свет проникает под низким углом и должен проходить через большую толщину атмосферы. В результате синий цвет тщательно рассеивается, так что бо́льшая часть его полностью поглощается воздухом, теряется и рассеивает другие цвета, особенно оранжевыми и красными, создавая славный горизонт цветов.

Цвета солнечного света также отвечают за все оттенки, которые нам нравятся на Земле, будь то зеленая трава или бирюзовый океан. Поверхность каждого объекта выбирает конкретные цвета, которые он будет отражать, чтобы различать себя. Облака часто являются блестящими белыми, потому что они отличные отражатели или рассеиватели любого цвета. Все возвращенные цвета вместе добавляются к нейтральному белому цвету. Некоторые материалы отражают все цвета равномерно, например, такие как молоко, мел и сахар.

Значение поляризационной чувствительности в астрономии

Долгое время изучения закона Малюса эффект поляризации в астрономии игнорировался. Свет звезд почти полностью не поляризован, и его можно использовать в качестве стандарта. Наличие поляризованного света в астрономии может рассказать нам о том, как был создан свет. В некоторых сверхновых звездах излучаемый свет не является неполяризованным. В зависимости от той части звезды, которую созерцают, можно увидеть другую поляризацию.

Эта информация о поляризации света из разных областей туманности может дать исследователям подсказку о местонахождении затененной звезды.

В других случаях по наличию поляризованного света можно выявить информацию обо всей части невидимой галактики. Еще одно использование поляризационно-чувствительных измерений в астрономии заключается в обнаружении наличия магнитных полей. Изучая круговую поляризацию очень специфических цветов света, исходящих из короны солнца, ученые выяснили информацию о силе магнитного поля в этих местах.

Оптическая микроскопия

Микроскоп с поляризованным светом предназначен для наблюдения и фотографирования образцов, которые видны благодаря их оптически анизотропному характеру. Анизотропные материалы имеют оптические свойства, которые изменяются с направлением распространения проходящего через них света. Чтобы выполнить эту задачу, микроскоп должен быть оснащен как поляризатором, расположенным на пути света где-то перед образцом, так и анализатором (вторым поляризатором), помещенным в оптический путь между объективным задним отверстием и смотровыми трубками или портом камеры.

Применение поляризации в биомедицине

Это популярное сегодня направление основывается на том, что в наших телах есть много соединений, которые являются оптически активными, то есть они могут вращать поляризацию проходящего через них света. Различные оптически активные соединения могут вращать поляризацию света в разных количествах и в разных направлениях.

Некоторые оптически активные химические вещества присутствуют в более высоких концентрациях на ранних стадиях заболевания глаз. Врачи могут потенциально использовать эти знания для диагностики заболеваний глаз в будущем. Можно представить, что врач сияет поляризованным источником света в глаз пациента и измеряет поляризацию света, отраженного от сетчатки. Применяется как неинвазивный метод тестирования заболевания глаз.

Подарок современности - ЖК-экран

Если внимательно посмотреть на ЖК-экран, можно заметить, что изображение представляет собой большой массив цветных квадратов, расположенных в сетке. В них них нашел применение закон Малюса, физика процесса которого создала условия, когда каждый квадрат или пиксель имеет собственный цвет. Этот цвет представляет собой комбинацию красного, зеленого и синего света в каждой интенсивности. Эти основные цвета могут воспроизводить любой цвет, который может видеть человеческий глаз, потому что наши глаза трихроматичны.

Другими словами, они аппроксимируют конкретные длины волн света, анализируя интенсивность каждого из трех цветовых каналов.

Дисплеи используют этот недостаток, только отображая три длины волны, которые избирательно нацелены на каждый тип рецептора. Жидкокристаллическая фаза существует в основном состоянии, в котором молекулы ориентированы в слоях, и каждый последующий слой слегка скручивается с образованием спирального рисунка.

Положительный электрод.
Отрицательный электрод.
Поляризатор 2.
Дисплей.
Поляризатор 1.
Жидкий кристалл.

Stereopsis 3D-фильмы

Поляризация позволяет человеческому мозгу подделывать 3D, анализируя различия между двумя изображениями. Люди не видят в трех измерениях, наши глаза могут видеть только двумерные изображения. Тем не менее наш мозг может понять, как далеко находятся объекты, анализируя различия в том, что видит каждый глаз. Этот процесс известен как Stereopsis.

Поскольку наш мозг может видеть только псевдо-3D, производители фильмов могут использовать этот процесс, чтобы создать иллюзию трех измерений, не прибегая к голограммам. Все 3D-фильмы работают, поставляя две фотографии, по одной для каждого глаза. К 1950-м годам поляризация стала доминирующим методом разделения изображений. Театры стали иметь два проектора, работающих одновременно, с линейным поляризатором над каждым объективом.

Для текущего поколения 3D-фильмов технология переключилась на круговую поляризацию, которая заботится о проблеме ориентации. Эта технология в настоящее время производится RealD и составляет 90 % 3D-рынка. RealD выпустил круговой фильтр, который очень быстро переключается между поляризацией по часовой стрелке и против часовой стрелки, поэтому используется только один проектор вместо двух.

Читайте также: