Polarizador
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 17 de marzo de 2019; las comprobaciones requieren 14 ediciones .Polarizador - un dispositivo diseñado para obtener radiación óptica total o parcialmente polarizada a partir de radiación con un estado arbitrario de polarización [1] . De acuerdo con el tipo de polarización obtenida con la ayuda de polarizadores, se dividen en lineales, circulares y, más raramente, elípticas [2] . Los polarizadores lineales producen luz polarizada plana, los polarizadores circulares producen luz polarizada circularmente y los polarizadores elípticos producen luz polarizada elípticamente con un tipo predeterminado de elipse.
Los polarizadores lineales se basan en el uso de uno de tres fenómenos físicos. Uno de ellos es la birrefringencia , el otro es el dicroísmo lineal y el tercero es la polarización de la luz que ocurre cuando se refleja en las interfaces entre los medios. Los polarizadores circulares suelen ser una combinación de un polarizador lineal y una placa de cuarto de onda (compensador óptico).
Los polarizadores se utilizan en el estudio de las distribuciones de tensiones mecánicas en objetos transparentes utilizando luz polarizada, en el estudio de la estructura de las sustancias, en la sacarimetría y, especialmente, en la óptica de cristal . Ampliamente utilizado en filtros polarizadores fotográficos y astronomía.
Filtro de polarización en óptica y espectroscopia
Un filtro polarizador en óptica y espectroscopia es un dispositivo que generalmente consta de dos polarizadores lineales y una o más placas de fase entre ellos [3] . Diseñado para cambiar la composición espectral y la energía de la radiación óptica que incide sobre él. Se utiliza en los casos en que es imposible lograr el resultado deseado por otros medios más simples.
Filtro polarizador en fotografía
Un filtro polarizador en fotografía es un polarizador diseñado para eliminar efectos no deseados ( deslumbramiento , reflejos), reducir el brillo (con un aumento simultáneo de la saturación) del cielo , etc., o para lograr objetivos artísticos. Diseñado estructuralmente para compartir con dispositivos fotográficos. Parece un filtro de luz ordinario, pero tiene dos partes, aproximadamente del mismo grosor: la delantera y la trasera, que pueden girar libremente entre sí. La parte posterior del filtro se enrosca en la lente, y girando la mitad delantera, en la que realmente se encuentra el polarizador, se selecciona el efecto deseado en uno u otro ángulo.
La mitad frontal del filtro polarizador puede tener una rosca interna para conectar una tapa de objetivo, una capucha roscada u otros filtros. En los objetos deslumbrantes, sus diferentes partes pueden producir deslumbramiento con diferentes ángulos de polarización, que no pueden ser suprimidos simultáneamente por un solo filtro. Además, puede haber muchos objetos deslumbrantes en el marco. En tales situaciones, se utilizan varios filtros polarizadores trenzados secuencialmente, y todos, excepto el posterior, deben ser necesariamente no circulares, sino polarizados linealmente, ya que el compensador óptico disponible en el filtro con polarización circular hace que sea imposible lograr el efecto de la polarización restante. filtros que se ubicarán detrás de él más cerca de la lente.
La densidad óptica de los filtros polarizadores suele oscilar entre dos y cinco.
Puede haber distorsión de color. En particular, algunos filtros tienen una caída de hasta una parada en la región azul-violeta, por lo que "enverdecen" notablemente la imagen.
Además, los filtros polarizadores económicos, más a menudo que los de color, pueden afectar negativamente la reproducción de detalles finos. El filtro polarizador, junto con el filtro de bloqueo UV "protector", es el filtro más utilizado en fotografía.
Dispositivo
Para la mayoría de las aplicaciones prácticas, se fabrica un filtro polarizador en forma de dos placas de vidrio con una película polaroid entre ellas , que tiene dicroísmo lineal. La película Polaroid es una capa de acetato de celulosa que contiene una gran cantidad de pequeños cristales de herapatita ( compuesto de yoduro de sulfato de quinina ). También se utilizan películas de yodo- polivinilo con cadenas poliméricas idénticamente orientadas . La identidad de la orientación de los cristales se logra mediante un campo eléctrico, y las cadenas de polímero se orientan mediante estiramiento mecánico. [cuatro]
Un filtro con polarización circular tiene además un compensador óptico : una placa de fase de cuarto de onda (también utilizada en interferómetros , permite determinar la diferencia de trayectoria de dos haces de rayos). Utiliza el fenómeno de la doble refracción en los cristales. Las velocidades de los rayos "ordinarios" y "extraordinarios" en el cristal (y, en consecuencia, las longitudes ópticas de sus caminos) son diferentes, por lo tanto, al atravesar el cristal, adquieren una diferencia de camino determinada por su espesor. La placa se coloca a lo largo del camino del siguiente haz, detrás del polarizador, y durante el montaje se gira para que sus ejes ópticos coincidan con los ejes de polarización. En esta posición, la placa de cuarto de onda convierte la luz polarizada linealmente en luz polarizada circularmente (o viceversa), cambiando la diferencia de fase en 90 grados.
Así se disponen los polarizadores de todos los fabricantes, la diferencia tanto en calidad como en precio se debe a las capas adicionales: antirreflejos, protectoras, hidrófugas.
Tipos y usos
- Filtro polarizador de polarización lineal o polarizador lineal [2] ( Inglés Linear Polarizer , LP). Contiene un polarizador que gira en el marco. La dirección de transmisión de la polarización lineal está marcada por puntos o riesgos desde lados diametralmente opuestos de la parte giratoria del marco. Su aplicación se basa en el hecho de que parte de la luz en el mundo que nos rodea está polarizada de forma lineal (y casi elíptica lineal). Parcialmente polarizados son todos los rayos que no se reflejan puramente en las superficies dieléctricas. Luz parcialmente polarizada procedente del cielo y las nubes. Por lo tanto, al usar un polarizador lineal al disparar, el fotógrafo tiene una oportunidad adicional de cambiar el brillo y el contraste de varias partes de la imagen. Por ejemplo, fotografiar un paisaje en un día soleado con un filtro de este tipo puede dar como resultado un cielo azul oscuro y profundo. Al disparar detrás de objetos de vidrio, el polarizador le permite eliminar el reflejo del fotógrafo en el vidrio.
- Para disparar en condiciones de poca luz, se producen polarizadores de poca luz, que polarizan parcialmente la luz y, por lo tanto, tienen un aumento bajo. Cuando se agregan dos filtros de este tipo perpendiculares a sus planos de polarización, en lugar de extinguir completamente el flujo de luz, se obtienen 2/3 del flujo.
- Filtro con polarización circular o polarizador circular ( ing. Circumpolar , Circular polarizer , CP, CPL). Además del polarizador, contiene una placa de fase de cuarto de onda, a cuya salida la luz polarizada linealmente adquiere polarización circular. Desde el punto de vista del efecto obtenido en la imagen, un polarizador circular no es diferente de uno lineal. La aparición de tales filtros fue causada por el uso de fotocélulas de automatización TTL en las cámaras que, a diferencia del material fotográfico, resultaron depender de la rotación del ángulo del plano de luz polarizada linealmente que cae sobre ellas a través de la lente. En particular, la luz polarizada linealmente interrumpe parcialmente el funcionamiento del enfoque de fase automático en las cámaras SLR y dificulta la medición de la exposición.
- Filtros neutros compuestos. Si se suman dos polarizadores, entonces con los mismos planos de polarización, dicho filtro tiene la máxima transmisión de luz (y es equivalente a un filtro ND 2x). Con direcciones de polarización perpendiculares, con polarizadores ideales, el filtro absorbe completamente la luz que incide sobre él. Al elegir el ángulo de rotación, es posible cambiar la transmisión de luz de dicho filtro dentro de un rango muy amplio.
- Filtros polarizadores de color compuestos. Constan de dos filtros polarizadores que se pueden girar, y entre ellos hay una placa que gira el plano de polarización de la luz. Debido al hecho de que el ángulo de rotación depende de la longitud de onda, en cada posición de los polarizadores, parte del espectro pasa a través de dicho sistema y parte se retrasa. La rotación de los polarizadores entre sí conduce a un cambio en las características espectrales del filtro. Disponibles, por ejemplo, los filtros rojo-verde Cokin P170 Varicolor Red/Green y naranja-azul Cokin P171 Varicolor Red/Blue.
- Filtros controlados electrónicamente. Cuando, junto con un polarizador, se utiliza un elemento de cristal líquido como modulador de la radiación polarizada en el diseño de filtros compuestos, esto permite controlar las propiedades del filtro directamente en el proceso de disparo.
- En astronomía, los filtros polarizadores son parte de las herramientas diseñadas para estudiar el grado de polarización lineal y circular de la luz de los objetos espaciales. Las observaciones de polarización son la principal forma de obtener información sobre la fuerza del campo magnético en las regiones de generación de radiación, por ejemplo, en las enanas blancas.
- En los microscopios, utilizando dichos filtros, la radiación polarizada permite enfatizar los elementos de la estructura observada o, como en astronomía, determinar varios parámetros de polarización, lo que permite determinar otros parámetros de forma, densidad, distribución de tensiones, interacciones de medios, etc.
Notas
- ↑ Editor en jefe A. M. Prokhorov. Polarizador // Diccionario enciclopédico físico. - Enciclopedia soviética . - M. , 1983.
- ↑ 1 2 GOST 23778-79 Mediciones de términos y definiciones de polarización óptica . Comité Estatal de Normas de la URSS (1 de julio de 1980). Consultado el 14 de junio de 2019. Archivado desde el original el 21 de enero de 2022.
- ↑ Editor en jefe A. M. Prokhorov. Filtro de luz polarizante // Enciclopedia física. En 5 tomos. - Enciclopedia soviética . - M. , 1988.
- ↑ Yarinovskaya, A. L. Filtro de luz polarizante // Photokinotekhnika: Encyclopedia / Ch. edición E. A. Iofis . - M .: Enciclopedia soviética , 1981. - 447 p.
Véase también
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