Ajuste de luz e redução de brilho. Um uso comum para a luz polarizada é controlar a intensidade da luz. Um par de polarizadores permite que você altere suavemente a intensidade da iluminação em uma ampla faixa - até 100.000 vezes.

luz polarizada frequentemente usado para amortecer a luz refletida especularmente de superfícies dielétricas lisas. Os óculos de sol Polaroid, por exemplo, são baseados nesse princípio. Quando a luz natural não polarizada incide na superfície de um corpo de água, parte dela é refletida especularmente e polarizada. Essa luz refletida dificulta a visão de objetos subaquáticos. Ao olhar para a água através de um polarizador devidamente orientado, a maior parte da luz refletida especularmente será absorvida e a visibilidade dos objetos subaquáticos será muito melhorada. Quando visto através desses óculos, o "ruído" - luz refletida da superfície - é reduzido em 5 a 20 vezes, e o "sinal" - luz de objetos subaquáticos - é reduzido em apenas 2 a 4 vezes. Assim, a relação sinal-ruído aumenta significativamente.

microscopia polarizadora. A microscopia polarizadora é amplamente utilizada em vários estudos. O microscópio polarizador está equipado com dois prismas polarizadores ou duas polaróides. Um deles - o polarizador - está localizado na frente do condensador e o segundo - o analisador - atrás da lente. Nos últimos anos, compensadores de polarização especiais foram introduzidos em microscópios de polarização, o que aumenta significativamente a sensibilidade e o contraste. Usando microscópios com compensadores, objetos pequenos e de baixo contraste como estruturas birrefringentes intracelulares e detalhes da estrutura dos núcleos celulares que não podem ser detectados de outra forma foram detectados e fotografados.

Melhore o contraste. Filtros polarizadores são frequentemente usados ​​para melhorar o contraste de elementos transparentes e de baixo contraste. Assim, por exemplo, eles são usados ​​ao fotografar um céu nublado para aumentar o contraste entre nuvens e um céu claro. A luz espalhada pelas nuvens é quase completamente despolarizada, enquanto a luz de um céu azul claro é significativamente polarizada. O uso de filtros polarizadores é o meio mais eficaz de aumentar o contraste.

Estudos cristalográficos e análise fotoelástica. Na cristalografia, estudos de polarização são realizados com especial frequência. Muitos cristais e materiais poliméricos orientados exibem birrefringência e dicroísmo significativos. Ao estudar essas características e determinar a direção dos eixos correspondentes, é possível identificar materiais, bem como obter dados sobre a estrutura química de novas substâncias.

De particular importância em tecnologia é análise fotoelástica. Este é um método que permite julgar tensões mecânicas por deslocamento de fase. Para a análise fotoelástica, a peça em estudo é feita de um material transparente com alto coeficiente de fotoelasticidade. A parte principal da instalação para fotoanálise é um polariscópio, composto por um sistema de iluminação, um polarizador, um analisador e uma ocular. Se uma tira de vidro plana for submetida a alongamento, o vidro será um pouco deformado e surgirão tensões mecânicas nele. Como resultado, ele se tornará birrefringente e mudará a fase da onda de luz. Medindo a mudança de fase, a magnitude da tensão pode ser determinada.

Método de análise fotoelástica também pode ser usado em oftalmologia, uma vez que fenômenos fotoelásticos foram encontrados nas membranas do olho.

V. MURAKHVERI

O fenômeno da polarização da luz, estudado tanto nos cursos de física das escolas quanto dos institutos, permanece na memória de muitos de nós como um curioso fenômeno óptico que encontra aplicação na tecnologia, mas não é encontrado na vida cotidiana. O físico holandês G. Kennen, em seu artigo publicado na revista Natuur en Techniek, mostra que isso está longe de ser o caso - a luz polarizada literalmente nos cerca.

O olho humano é muito sensível à cor (ou seja, comprimento de onda) e brilho da luz, mas a terceira característica da luz, a polarização, é praticamente inacessível a ela. Sofremos de cegueira de polarização. A este respeito, alguns representantes do mundo animal são muito mais perfeitos do que nós. Por exemplo, as abelhas distinguem a polarização da luz quase tão bem quanto a cor ou o brilho. E como a luz polarizada é frequentemente encontrada na natureza, é dado a eles ver algo no mundo ao seu redor que é completamente inacessível ao olho humano. É possível explicar a uma pessoa o que é polarização, com a ajuda de filtros de luz especiais, ela pode ver como a luz muda se a polarização for "subtraída" dela, mas aparentemente não podemos imaginar uma imagem do mundo através dos "olhos de uma abelha" (especialmente porque a visão dos insetos é diferente da humana e em muitos outros aspectos).

Arroz. 1. Esquema da estrutura dos receptores visuais de humanos (esquerda) e artrópodes (direita). Nos humanos, as moléculas de rodopsina são dispostas aleatoriamente com as dobras da membrana intracelular, em artrópodes - nas conseqüências da célula, em fileiras organizadas.

A polarização é a orientação das oscilações de uma onda de luz no espaço. Essas vibrações são perpendiculares à direção do feixe de luz. Uma partícula de luz elementar (quantum de luz) é uma onda que pode ser comparada por clareza com uma onda que correrá ao longo de uma corda se, depois de fixar uma extremidade dela, apertar a outra com a mão. A direção da vibração do cabo pode ser diferente, dependendo de qual direção sacudir o cabo. Da mesma forma, a direção das oscilações das ondas quânticas pode ser diferente. Um feixe de luz consiste em muitos quanta. Se suas vibrações forem diferentes, essa luz não é polarizada, mas se todos os quanta tiverem exatamente a mesma orientação, a luz é chamada de completamente polarizada. O grau de polarização pode ser diferente dependendo de qual fração de quanta nele tem a mesma orientação de oscilações.

Existem filtros que passam apenas aquela parte da luz, cujas ondas são orientadas de uma certa maneira. Se você olhar para a luz polarizada através de tal filtro e girar o filtro, o brilho da luz transmitida mudará. Será máxima quando a direção de transmissão do filtro coincidir com a polarização da luz, e mínima quando essas direções forem completamente divergentes (em 90°). Um filtro pode detectar polarizações superiores a cerca de 10%, e equipamentos especiais detectam polarizações da ordem de 0,1%.

Filtros polarizadores, ou Polaroids, são vendidos em lojas de material fotográfico. Se você olhar para um céu azul claro através desse filtro (quando nublado, o efeito é muito menos pronunciado) a cerca de 90 graus da direção do Sol, ou seja, de modo que o Sol esteja de lado e ao mesmo vez, gire o filtro, então é claramente visível que em uma determinada posição do filtro no céu aparece uma linha escura. Isso indica a polarização da luz que emana desta área do céu. O filtro polaroid nos revela um fenômeno que as abelhas enxergam com o “olho simples”. Mas não se deve pensar que as abelhas vêem a mesma faixa escura no céu. Nossa posição pode ser comparada à de uma pessoa totalmente daltônica, uma pessoa incapaz de ver cores. Qualquer um que distinga apenas preto, branco e vários tons de cinza, poderia, olhando o mundo ao seu redor alternadamente através de filtros de luz de várias cores, perceber que a imagem do mundo está mudando um pouco. Por exemplo, através de um filtro vermelho, uma papoula vermelha ficaria diferente contra um fundo de grama verde; através de um filtro amarelo, nuvens brancas em um céu azul se destacariam mais fortemente. Mas os filtros não ajudariam uma pessoa daltônica a entender como é o mundo para uma pessoa com visão de cores. Assim como os filtros daltônicos, um filtro polarizador só pode nos dizer que a luz tem alguma propriedade que não é percebida pelo olho.

A polarização da luz vinda do céu azul pode ser percebida por alguns a olho nu. De acordo com o famoso físico soviético Academician S.I. Vavilov, 25 ... 30% das pessoas têm essa capacidade, embora muitas delas não estejam cientes disso. Ao observar uma superfície que emite luz polarizada (por exemplo, o mesmo céu azul), essas pessoas podem notar uma tênue faixa amarela com extremidades arredondadas no meio do campo de visão.

Arroz. 2.

As manchas azuladas em seu centro e ao longo das bordas são ainda menos perceptíveis. Se o plano de polarização da luz gira, a faixa amarela também gira. É sempre perpendicular à direção das vibrações da luz. Esta é a chamada figura de Heidinger, descoberta pelo físico alemão Heidinger em 1845. A capacidade de ver esta figura pode ser desenvolvida se você conseguir notá-la pelo menos uma vez. Curiosamente, em 1855, não estando familiarizado com o artigo de Haidinger, publicado nove anos antes em uma revista de física alemã, Leo Tolstoy escreveu (Juventude, Capítulo XXXII): “... Eu involuntariamente deixo o livro e espio pela porta aberta da varanda, nos galhos encaracolados das bétulas altas, nas quais a sombra da tarde já está se pondo, e no céu claro, no qual, olhando atentamente, uma mancha amarelada empoeirada de repente aparece e desaparece novamente ... ” Tal foi a observação do grande escritor.

Arroz. 3.

Na luz não polarizada ( 1 ) as oscilações dos componentes elétricos e magnéticos ocorrem em diversos planos, que podem ser reduzidos a dois, destacados nesta figura. Mas não há oscilações ao longo do caminho de propagação do feixe (a luz, ao contrário do som, não são oscilações longitudinais). Na luz polarizada ( 2 ) um plano de vibração é destacado. Na luz polarizada em círculo (circular), este plano é torcido no espaço por um parafuso ( 3 ). Um diagrama simplificado explica por que a luz refletida é polarizada ( 4 ). Como já mencionado, todos os planos de oscilação existentes na viga podem ser reduzidos a dois, eles são indicados por setas. Uma das setas olha para nós e é convencionalmente visível para nós como um ponto. Após a reflexão da luz, uma das direções das oscilações existentes nela coincide com a nova direção de propagação do feixe, e as oscilações eletromagnéticas não podem ser direcionadas ao longo do caminho de sua propagação.

A figura de Haidinger pode ser vista com muito mais clareza quando vista através de um filtro verde ou azul.

A polarização da luz de um céu claro é apenas um exemplo de fenômenos de polarização na natureza. Outro caso comum é a polarização da luz refletida, brilho, por exemplo, deitado na superfície da água ou vitrines de vidro. Na verdade, os filtros polaroides fotográficos são projetados para que o fotógrafo possa, se necessário, eliminar esses reflexos interferentes (por exemplo, ao fotografar o fundo de um reservatório raso ou fotografar pinturas e exposições de museus protegidas por vidro). A ação das polaróides nestes casos é baseada no fato de que a luz refletida é polarizada em um grau ou outro (o grau de polarização depende do ângulo de incidência da luz e em um determinado ângulo, que é diferente para diferentes substâncias, o chamado ângulo de Brewster, a luz refletida é completamente polarizada). Se olharmos agora para o brilho através de um filtro polaroid, não é difícil encontrar uma volta do filtro na qual o brilho seja completamente ou em grande parte suprimido.

O uso de filtros polaroid em óculos de sol ou pára-brisas permite remover o brilho irritante e ofuscante da superfície do mar ou de uma estrada molhada.

Por que a luz refletida e a luz do céu espalhada são polarizadas? Uma resposta completa e matematicamente rigorosa a essa pergunta está além do escopo de uma pequena publicação de ciência popular (os leitores podem encontrá-la na literatura listada no final do artigo). A polarização nestes casos se deve ao fato de que as vibrações mesmo em um feixe não polarizado já estão "polarizadas" em certo sentido: a luz, ao contrário do som, não é longitudinal, mas transversal. Não há oscilações no feixe ao longo do caminho de sua propagação (ver diagrama). As oscilações dos componentes magnéticos e elétricos das ondas eletromagnéticas em um feixe não polarizado são direcionadas em todas as direções a partir de seu eixo, mas não ao longo desse eixo. Todas as direções dessas oscilações podem ser reduzidas a duas, mutuamente perpendiculares. Quando o feixe é refletido do plano, ele muda de direção e uma das duas direções de oscilação fica "proibida", pois coincide com a nova direção de propagação do feixe. O feixe torna-se polarizado. Em uma substância transparente, parte da luz é profunda, sendo refratada, e a luz refratada também é polarizada, embora em menor grau que a refletida.

A luz dispersa do céu nada mais é do que a luz solar, que sofreu múltiplos reflexos de moléculas de ar, refratadas em gotículas de água ou cristais de gelo. Portanto, em uma certa direção do Sol, é polarizado. A polarização ocorre não apenas com reflexão direcional (por exemplo, da superfície da água), mas também com reflexão difusa. Assim, com a ajuda de um filtro polaroid, é fácil verificar se a luz refletida no pavimento da rodovia é polarizada. Nesse caso, opera uma incrível dependência: quanto mais escura a superfície, mais polarizada a luz refletida por ela. Essa dependência é chamada de lei de Umov, em homenagem ao físico russo que a descobriu em 1905. Uma rodovia de asfalto, de acordo com a lei de Umov, é mais polarizada que uma de concreto, e uma molhada é mais polarizada que uma seca. Uma superfície molhada não é apenas mais brilhante, mas também mais escura que uma seca.

Observe que a luz refletida da superfície dos metais (inclusive dos espelhos - afinal, cada espelho é coberto com uma fina camada de metal) não é polarizada. Isso se deve à alta condutividade dos metais, devido ao fato de terem muitos elétrons livres. A reflexão de ondas eletromagnéticas de tais superfícies ocorre de forma diferente do que em superfícies dielétricas não condutoras.

A polarização da luz do céu foi descoberta em 1871 (segundo outras fontes, mesmo em 1809), mas uma explicação teórica detalhada desse fenômeno foi dada apenas em meados do nosso século. No entanto, como os historiadores que estudam as antigas sagas escandinavas das viagens vikings descobriram, bravos marinheiros quase mil anos atrás usavam a polarização do céu para navegar. Normalmente eles navegavam, guiados pelo Sol, mas quando o sol estava escondido atrás de nuvens contínuas, o que não é incomum nas latitudes setentrionais, os vikings olhavam para o céu através de uma “pedra do sol” especial, que permitia ver uma faixa escura no céu a 90 ° da direção do Sol, se as nuvens não forem muito densas. A partir desta faixa você pode julgar onde está o Sol. A “Pedra do Sol” é aparentemente um dos minerais transparentes com propriedades de polarização (provavelmente espato islandês, comum no norte da Europa), e o aparecimento de uma faixa mais escura no céu é explicado pelo fato de que, embora o Sol não seja visível atrás as nuvens, a luz do céu que penetra através das nuvens, permanece um tanto polarizada. Vários anos atrás, testando essa suposição de historiadores, um piloto voou um pequeno avião da Noruega para a Groenlândia, usando apenas um cristal do mineral cordierita, que polariza a luz, como dispositivo de navegação.

Já foi dito que muitos insetos, ao contrário dos humanos, veem a polarização da luz. Abelhas e formigas, não piores que os vikings, usam essa habilidade para se orientar quando o Sol está coberto por nuvens. O que dá ao olho dos insetos essa habilidade? O fato é que no olho dos mamíferos (incluindo humanos) as moléculas do pigmento sensível à luz rodopsina são dispostas aleatoriamente, e no olho de um inseto as mesmas moléculas são empilhadas em fileiras ordenadas, orientadas em uma direção, o que lhes permite reagir mais fortemente à luz cujas vibrações correspondem ao plano de colocação das moléculas. A figura de Haidinger pode ser vista porque parte de nossa retina é coberta por fibras finas e paralelas que polarizam parcialmente a luz.

Curiosos efeitos de polarização também são observados em fenômenos ópticos celestes raros, como arco-íris e halos. O fato de a luz do arco-íris ser altamente polarizada foi descoberto em 1811. Ao girar o filtro polaroid, você pode tornar o arco-íris quase invisível. A luz do halo também é polarizada - círculos ou arcos luminosos que às vezes aparecem ao redor do Sol e da Lua. Na formação de um arco-íris e um halo, juntamente com a refração, a reflexão da luz está envolvida, e ambos os processos, como já sabemos, levam à polarização. Polarizada e alguns tipos de aurora.

Finalmente, deve-se notar que a luz de alguns objetos astronômicos também é polarizada. O exemplo mais famoso é a Nebulosa do Caranguejo na constelação de Touro. A luz emitida por ele é a chamada radiação síncrotron, que ocorre quando elétrons em movimento rápido são desacelerados por um campo magnético. A radiação síncrotron é sempre polarizada.

Voltando à Terra, notamos que algumas espécies de besouros, que têm um brilho metálico, transformam a luz refletida de suas costas em um círculo polarizado. Este é o nome da luz polarizada, cujo plano de polarização é torcido no espaço em uma direção helicoidal, para a esquerda ou para a direita. O reflexo metálico das costas de tal besouro, quando visto através de um filtro especial que revela polarização circular, acaba sendo canhoto. Todos esses besouros pertencem à família dos escaravelhos, ainda não se sabe qual o significado biológico do fenômeno descrito.

Literatura:

1. Bragg W. Mundo da Luz. O mundo do som. Moscou: Nauka, 1967.
2. Vavilov S.I. Olho e Sol. Moscou: Nauka, 1981.
3. Vener R. Navegação por luz polarizada em insetos. Diário. Scientific American, julho de 1976
4. Zhevandrov I.D. Anisotropia e óptica. Moscou: Nauka, 1974.
5. Kennen G. P. Luz invisível. polarização na natureza. Diário. Natureza em tecnologia. Número 5. 1983.
6. Minnart M. Luz e cor na natureza. Moscou: Fizmatgiz, 1958.
7. Frisch K. Da vida das abelhas. M.: Mir, 1980.

Ciência e vida. 1984. Nº 4.

a) Filtros polarizadores.

A luz refletida da água, de outros dielétricos, contém brilho intenso, cegando os olhos, piorando a imagem. O brilho, devido à lei de Brewster, possui uma componente polarizada, na qual os vetores de luz são paralelos à superfície refletora. Se um filtro de luz polarizador for colocado no caminho da luz ofuscante, cujo plano de transmissão é perpendicular à superfície refletora, o brilho será extinto total ou parcialmente. Filtros polarizadores são usados ​​em fotografia, em periscópios submarinos, em binóculos, microscópios, etc.

b) Polarímetros, sacarímetros.

São dispositivos que utilizam a propriedade da luz plano-polarizada para girar o plano de oscilação em substâncias que são chamadas de opticamente ativas, como as soluções. O ângulo de rotação é proporcional ao caminho óptico e à concentração da substância:

No caso mais simples, um polarímetro é um polarizador e um analisador colocados em série em um feixe de luz. Se seus planos de transmissão são mutuamente perpendiculares, então a luz não passa por eles. Ao colocar uma substância opticamente ativa entre eles, a iluminação é observada. Ao girar o analisador pelo ângulo de rotação do plano de oscilação φ, o blackout completo é novamente alcançado. Os polarímetros são usados ​​para medir a concentração de soluções, para estudar a estrutura molecular das substâncias.

dentro). Indicadores de cristal líquido.

Cristais líquidos são substâncias cujas moléculas estão na forma de filamentos ou discos planos. Mesmo em um campo elétrico fraco, as moléculas são orientadas e o líquido adquire as propriedades de um cristal. Em uma tela de cristal líquido, o líquido está localizado entre a polaróide e o espelho. Se a luz polarizada passa na região dos eletrodos, então no caminho óptico em duas espessuras da camada líquida, o plano de oscilação gira 90 ° e a luz não sai pela polaroide e uma imagem preta dos eletrodos é observada. A rotação se deve ao fato de que feixes de luz comuns e extraordinários se propagam no cristal em diferentes velocidades, surge uma diferença de fase e o vetor de luz resultante gira gradualmente. Fora dos eletrodos, a luz sai e um fundo cinza é observado.

Existem muitos usos para a luz polarizada. Investigação de tensões internas em lentes de telescópios, em modelos de peças de vidro. Aplicação da célula Kerr como fotoporta rápida para lasers pulsados. Medição da intensidade da luz em fotômetros.

perguntas do teste

1. Para que serve a instalação de polarizadores em periscópios submarinos?

2. Que ações um fotógrafo com filtro polarizador realiza ao instalá-lo na lente antes de tirar uma foto?

3. Por que a luz natural é polarizada quando refletida por dielétricos, mas não polarizada quando refletida por metais?

4. Descreva o curso dos feixes de luz natural caindo na tela de cristal líquido de um telefone celular no campo elétrico e fora do campo.

5. A luz refletida do indicador digital do relógio de pulso é natural ou polarizada?

6. Como dispor os planos de transmissão polaroid nos faróis e para-brisas do carro para que os carros que se aproximam não fiquem cegos uns aos outros?

7. A intensidade da luz que passa pelo analisador muda por um fator de dois quando girada a cada 90 graus. O que é essa luz? Qual é o grau de polarização da luz?

8. No caminho da luz natural, existem várias placas de vidro paralelas no ângulo de Brewster (pé de Stoletov). Como o grau de polarização e a intensidade do feixe de luz transmitido mudam com o aumento do número de placas?

9. No caminho da luz natural, existem várias placas de vidro paralelas no ângulo de Brewster (pé de Stoletov). Como o grau de polarização e a intensidade do feixe de luz refletido mudam com o aumento do número de placas?

10. Um feixe de luz plano polarizado no ângulo de Brewster incide na superfície de um dielétrico. O plano de oscilações do vetor de luz gira Como a intensidade depende do ângulo entre o plano de incidência e o plano de oscilações do vetor de luz?

11. Se você olhar para um ponto luminoso através de um cristal birrefringente de longarina islandesa, poderá ver dois pontos. Como seu arranjo mútuo muda se o cristal for girado

12. Se um feixe estreito de luz passa por um cristal birrefringente, dois feixes de luz saem dele. Como provar que estes são feixes polarizados mutuamente perpendiculares?

13. Se um feixe estreito de luz passa por um cristal birrefringente de turmalina, dois feixes de luz saem dele. Como descobrir qual deles é comum e qual é um raio de luz extraordinário?

14. O brilho da luz de uma poça cega os olhos. Como o plano de transmissão de luz dos vidros polarizados deve ser localizado em relação à vertical?

15. Explique como obter uma imagem tridimensional em uma tela plana em um cinema estéreo.

16. Explique por que os filtros polarizadores são usados ​​em microscópios?

17. Como provar que o feixe de laser é uma luz polarizada plana. Por que um laser produz luz polarizada plana?

18. Como o eixo óptico de um cristal birrefringente deve ser posicionado de modo que feixes de luz comuns e extraordinários se propaguem após passarem juntos?

19. Feixes de luz comuns e extraordinários se propagam em um cristal em diferentes velocidades V cerca de V e

Aplicações práticas da polarização da luz. As aplicações da polarização da luz para as necessidades da prática são muito diversas. Alguns deles foram desenvolvidos há muito tempo e em detalhes e são amplamente utilizados. Outros estão apenas fazendo o seu caminho. Em termos metodológicos, todos eles são caracterizados pelo seguinte recurso - eles permitem resolver problemas completamente inacessíveis a outros métodos ou resolvê-los de maneira completamente original, concisa e eficaz.

Longe de pretender ser uma descrição completa de todas as aplicações práticas da polarização da luz, vamos nos limitar a exemplos de vários campos de atividade, ilustrando a amplitude de aplicação e utilidade desses métodos.

Uma das tarefas diárias importantes da engenharia de iluminação é a mudança suave e o ajuste da intensidade dos fluxos de luz. Resolver esse problema usando um par de polarizadores (por exemplo, polaróides) tem várias vantagens em relação a outros métodos de ajuste. A intensidade pode mudar suavemente do máximo (com polaroids paralelas) para quase escuridão (com polaroids cruzados). Neste caso, a intensidade muda uniformemente em toda a seção transversal da viga, e a própria seção transversal permanece constante. As polaroides podem ser feitas em tamanhos grandes, de modo que esses pares são usados ​​não apenas em equipamentos de laboratório, fotômetros, sextantes ou óculos de sol, mas também em vigias de navios a vapor, janelas de vagões, etc.

Polaroids também podem ser usadas em sistemas de bloqueio de luz, ou seja, sistemas que permitem que a luz passe por onde é necessária e bloqueie onde não é. Um exemplo é o bloqueio de luz dos faróis dos carros. Se as polaroids forem colocadas nos faróis e visores de carros, orientadas a 45 ° para a direita em relação à vertical, as polaroids nos faróis e no visor deste carro serão paralelas. Consequentemente, o motorista terá uma boa visão da estrada e dos carros que se aproximam iluminados por seus próprios faróis. Mas os faróis polaroid dos veículos que se aproximam serão cruzados com o polaroid do visor do veículo. Portanto, a luz ofuscante dos faróis de um veículo que se aproxima será apagada. Sem dúvida, isso tornaria o trabalho noturno dos motoristas muito mais fácil e seguro.

Outro exemplo de bloqueio da luz de polarização é o equipamento de iluminação do local de trabalho do operador, que deve ver simultaneamente, por exemplo, uma tela de osciloscópio e algumas tabelas, gráficos ou mapas. A luz das lâmpadas que iluminam as mesas, incidindo na tela do osciloscópio, piora o contraste da imagem na tela. Isso pode ser evitado equipando o iluminador e a tela com polaróides com orientação mutuamente perpendicular.

As polaróides podem ser úteis para quem trabalha na água (marinheiros, pescadores, etc.) para extinguir os reflexos especulares da água, que, como sabemos, são parcialmente polarizados. Os polarizadores são amplamente utilizados na fotografia para eliminar o brilho dos objetos fotografados (pinturas, artigos de vidro e porcelana, etc.). Nesse caso, você pode colocar polarizadores entre a fonte e a superfície refletiva, isso ajuda a extinguir completamente o brilho. Este método é útil para iluminar estúdios fotográficos, galerias de arte, fotografar operações cirúrgicas e em vários outros casos.

A extinção da luz refletida na incidência normal ou próxima à normal pode ser realizada usando polarizadores circulares. Anteriormente, a ciência provou que, neste caso, a luz circular direita se transforma em luz circular esquerda (e vice-versa). Portanto, o mesmo polarizador que cria uma luz incidente polarizada circularmente cancelará a luz refletida.

Em espectroscopia, astrofísica e engenharia de iluminação, os filtros polarizadores são amplamente utilizados, o que permite isolar faixas estreitas do espectro em estudo, bem como alterar a saturação ou matiz de uma cor conforme necessário. Sua ação é baseada no fato de que os principais parâmetros dos polarizadores e placas de fase (por exemplo, dicroísmo polaroide) dependem do comprimento de onda. Portanto, várias combinações desses dispositivos podem ser usadas para alterar a distribuição espectral de energia em fluxos de luz. Por exemplo, um par de polaróides cromáticas, que são dicróicas apenas na região do visível, transmitirão luz vermelha em posição cruzada e branca em posição paralela. Este dispositivo mais simples é conveniente para iluminação de laboratórios fotográficos.

Os filtros de polarização usados ​​para pesquisas astrofísicas contêm um número bastante grande de elementos (por exemplo, seis polarizadores e cinco placas de fase alternadas com eles com uma certa orientação) e permitem obter bandas de transmissão bastante estreitas.

Muitos novos materiais estão se tornando cada vez mais firmemente estabelecidos em nossa vida cotidiana. Não se trata apenas de algum computador ou outras tecnologias de ponta. Para ser justo, deve-se notar que os modernos sacos de lixo de 100l podem ser colocados tanto resíduos quanto substâncias a granel para transferência e armazenamento temporário. Os sacos têm uma resistência suficientemente alta, devido à qual são amplamente utilizados em armazéns de alimentos e produtos químicos. Muitos executivos de negócios já apreciaram as vantagens desses produtos e os utilizam ativamente tanto nas necessidades do armazém quanto nas necessidades domésticas.

Balyatinskaya Ulyana, estudante do 11º ano

O artigo fornece material visual para a lição sobre o tema "Aplicação prática do fenômeno da polarização"

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Aplicação de polarização de luz Concluída pela aluna do 11º ano Ulyana Balyatinskaya

Microscópios polarizadores O princípio de funcionamento dos microscópios polarizadores baseia-se na obtenção de uma imagem do objeto em estudo quando este é irradiado com feixes polarizadores, que, por sua vez, devem ser gerados a partir de luz comum por meio de um dispositivo especial - um polarizador.

Muitas vezes, quando refletido da cobertura de neve, a superfície da água, neve molhada, vidro, uma luz brilhante que corta os olhos é formada, eles são chamados de "brilho". Esses "brilho" reduzem a qualidade das fotografias, interferem na pesca dos pescadores, pioram a visibilidade dos motoristas. Para suprimir a luz refletida, lentes polarizadoras são usadas em óculos, filtros de luz em câmeras.

Óculos de sol polarizados Óculos de sol polarizados protegem seus olhos do brilho, que é a luz refletida em várias superfícies. Os raios de luz são refletidos na estrada, na neve no chão, na superfície da água, nas paredes e telhados das casas. Esses raios de luz refletidos formam brilho. O brilho degrada a qualidade da visão, dificulta a visão de detalhes, persianas brilhantes. A reflexão é mais forte, quanto maior a refletividade da superfície. Por exemplo, os raios do sol são fortemente refletidos em uma estrada molhada, especialmente quando o sol está baixo no horizonte. Cegar o condutor nestas situações aumenta o risco de acidente na estrada. Óculos de sol polarizados têm a capacidade de bloquear os raios de luz refletidos e, assim, melhorar a qualidade da visão, aumentar o contraste da imagem e aumentar o conforto visual em geral. O dispositivo de óculos polarizados Os óculos polarizados são equipados com óculos polarizados especiais que têm a capacidade de bloquear a luz solar refletida em superfícies horizontais. As lentes polarizadoras são geralmente uma estrutura de várias camadas, dentro da qual há um filme polarizador transparente. O filme polarizador é instalado nas lentes para que transmita apenas luz polarizada verticalmente. Os raios de luz refletidos de superfícies horizontais (campo nevado, superfície da água, etc.), pelo contrário, têm polarização horizontal e, portanto, não passam pelas lentes polarizadoras. Ao mesmo tempo, os raios provenientes de outros objetos não são polarizados e, portanto, passam pelas lentes polarizadas e formam uma imagem nítida na retina.

As tecnologias para a produção de vidros podem ser reduzidas a duas. No primeiro caso, cristais de uma substância polarizadora são aplicados a um filme que é colado entre duas placas plásticas que formam a lente dos óculos. Esta tecnologia é a mais barata. A segunda tecnologia consiste em colocar os cristais da substância polarizadora diretamente no vidro da lente dos óculos. Essa tecnologia é muito mais cara em custo, mas a qualidade de fabricação de tais vidros é muito maior. Quanto mais baratos os óculos, mais finas as lentes e mais fina a camada de substância polarizadora. Uma consequência direta disso é um baixo nível de polarização. Bons óculos são bem caros, mas sempre justificam o dinheiro gasto neles. Se falamos de preços, óculos bastante decentes custam de 50 a 100 dólares.

Selecionando a cor dos óculos Cinza é adequado para um dia ensolarado. As cores são transmitidas praticamente sem distorção, permitindo que você veja as coisas com seus tons naturais. Se você quiser encontrar um compromisso entre um bom contraste e tons naturais, escolha o marrom. A cor laranja (cobre) é quase universal, mas é mais bonita em dias nublados. Os pescadores mais famosos, para quem o sucesso da pesca reside em grande parte na capacidade de ver os peixes, usam essas lentes. Se você pescar no início da manhã e no final da tarde, a cor amarela das lentes é mais preferível, pois permite para usá-los em condições de luz excepcionalmente baixa. Apenas não use esses óculos em dias ensolarados, porque os olhos exigem proteção mais séria.

Óculos de sol comuns simplesmente escurecem o ambiente visível, não protegem contra o brilho. Óculos com lentes polarizadas impedem a penetração da luz refletida de vários objetos, permitindo a passagem apenas da luz útil ao olho humano.

Filtros polarizadores É impossível imaginar a fotografia moderna sem filtros polarizadores. É uma placa de um material especial, fixada entre dois vidros planos e luz polarizadora. Todo o sistema é montado em uma estrutura giratória especial, na qual é aplicada uma marca que mostra a posição do plano de polarização. Um filtro polarizador aumenta a nitidez e a pureza das cores em uma foto e ajuda a eliminar o brilho. Devido a isso, a própria cor dos objetos aparece melhor na foto, a saturação da cor aumenta.

Dispositivo de monitor LCD. C consiste em uma camada de moléculas entre dois eletrodos transparentes e dois filtros polarizadores cujos planos de polarização são perpendiculares. Na ausência de cristais líquidos, a luz transmitida pelo primeiro filtro é quase completamente bloqueada pelo segundo. Na ausência de tensão elétrica entre os eletrodos, as moléculas se alinham em uma estrutura helicoidal, enquanto o plano de polarização gira 90º antes que o segundo filtro e a luz passem pelo filtro vertical sem perda. Se uma voltagem for aplicada aos eletrodos, as moléculas tendem a se alinhar na direção do campo, o que distorce a estrutura helicoidal. Em uma força de campo suficiente, quase todas as moléculas se tornam paralelas, o que leva à opacidade da estrutura. Ao alterar a tensão entre os eletrodos, você pode controlar o fluxo de luz que passa pelo monitor. Ao mesmo tempo, não são as telas de TV que brilham, mas uma fina camada de cristal líquido.

A luz polarizada do dispositivo Bioptron tem um efeito regulador em muitos processos fisiológicos no corpo, no sistema imunológico, tem efeitos anti-inflamatórios, imunomoduladores, analgésicos e estimula a regeneração tecidual. Sob a influência da luz polarizada, a atividade energética da membrana celular, a absorção de oxigênio pelos tecidos aumenta, as propriedades reológicas do sangue e da microcirculação, as trocas gasosas e a função de transporte do sangue melhoram e a atividade funcional de todos os leucócitos circulantes muda.

Fatos interessantes sobre a polarização da luz A luz solar em uma determinada direção do Sol é polarizada. A polarização dos raios do sol ocorre como resultado da reflexão das moléculas do ar e da refração nas gotículas de água. Portanto, usando uma polaroide, você pode fechar completamente o arco-íris. Muitos insetos, diferentemente dos humanos, enxergam a luz polarizada. Abelhas e formigas navegam bem mesmo quando o Sol está escondido atrás das nuvens. No olho humano, as moléculas do pigmento sensível à luz rodopsina estão dispostas aleatoriamente e, no olho de um inseto, as mesmas moléculas são empilhadas em fileiras ordenadas, orientadas na mesma direção, o que lhes permite responder mais fortemente ao luz, cujas vibrações correspondem aos planos moleculares.

Ao girar o cristal e observar a mudança na luz solar atmosférica que o atravessa, os vikings puderam, com base em tais observações, determinar a direção do Sol, mesmo que estivesse abaixo da linha do horizonte.

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