Как поляризационные очки уменьшают блики?

Скучно то, что одна поляризация проходит, а другая нет, поэтому интенсивность уменьшается вдвое.

Но, конечно, подходящие непрозрачные очки могли бы сделать то же самое намного дешевле.

Интересным моментом является отражение (неполяризованного) солнечного света от луж, бассейнов или моря. Отраженный свет преимущественно горизонтально поляризован. Это зависит от угла. Под определенным углом, углом Брюстера, когда отраженный луч и преломленный луч находятся под углом 90 градусов друг к другу, в отражении отсутствует вертикальная поляризация. Таким образом, солнцезащитные очки Polaroid, которые принимают вертикальную и отвергают горизонтальную составляющую, отсекают половину общего света, но гораздо больше половины света, отраженного от горизонтальных слоев воды. Таким образом, вы можете видеть, что происходит в бассейне, не отвлекаясь на блики, отражающиеся от поверхности.

Когда говорят о поляризации, обычно думают о направлении колебаний электрического поля электромагнитной волны. Последовательность световых волн состоит из взаимно перпендикулярных электрического и магнитного полей, плоскости колебаний которых перпендикулярны направлению распространения. Неполяризованный источник света излучает газиллионы (точно!) цугов волн, для которых плоскости электрических полей (и, следовательно, магнитных полей) равномерно распределены от$0$к$2\pi$. Интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды электрического поля, поэтому

$$I \propto E^2.$$ Для любой конкретной плоскости колебаний (и, следовательно, любой конкретной линейной поляризации) интенсивность в этой плоскости пропорциональна квадрату составляющей амплитуды электрического поля в этой плоскости. Обратите внимание, что электрическое поле является вектором, поэтому мы можем разбить этот вектор на компоненты, параллельные и перпендикулярные любой плоскости поляризации, какой пожелаем. Вооружившись этой концепцией, мы можем написать $$I\left(\theta\right)\propto \left(E\cos\theta\right)^2$$ Теперь, поскольку неполяризованный свет случайным образом (равномерно?) распределяется по всем углам, общая интенсивность для любой конкретной плоскости — это просто средняя интенсивность в этой плоскости, исходящая от всех составляющих компонентов: $$I_{polarized}\propto\dfrac{1}{2\pi}\int\limits_0^{2\pi}E^2\cos^2\theta\ d\theta=\dfrac{E^2}{2}$$ Итак, поляризованные очки в своем первом действии снижают интенсивность наполовину (50%) за счет плоской поляризации неполяризованного света.

Во втором действии их плоскость поляризации должна пропускать вертикальную (перпендикулярную параллельному расположению линз) составляющую электрического поля. Причина этого в том, что большая часть оптических бликов, влияющих на обычное восприятие человека при просмотре, возникает из-за отражения света от горизонтальных поверхностей. Рассмотрим, например, солнечный свет, отражающийся от капота автомобиля или приборной панели, или свет, отражающийся от поверхности озера или бассейна.

Когда свет отражается от поверхности, свет частично линейно поляризован с электрическим полем, параллельным или поперечным поверхности. Если отражение происходит под определенным углом, называемым углом Брюстера, оно полностью линейно поляризовано поперек отражающей поверхности или ТЕ-поляризовано. Таким образом, свет, отраженный от горизонтальных поверхностей, частично или полностью линейно поляризован горизонтально. Затем поляризованные очки будут отфильтровывать эти блики предпочтительно более чем на 50%.

Конкретное значение угла Брюстера зависит от материала отражающей поверхности, как и величина частичной поляризации под другими углами.

Кроме того, солнечный свет частично линейно поляризован за счет рассеяния на молекулах в атмосфере, но это лишь слегка заметно, если смотреть на разные участки «голубого» неба в в целом ясный день. Эта поляризация не сильно влияет на фактор бликов (по крайней мере, по моему опыту).