¿Por qué los filtros polarizadores solo funcionan en una dirección?

Así que ayer compré un filtro polarizador que tiene un dial que puede girar para aumentar / disminuir el efecto de polarización y montarlo directamente en la lente. También tengo un viejo filtro polarizador que montaste en un portafiltros rectangular. Por coincidencia, estoy haciendo polarización en física en la escuela en este momento, así que entiendo los conceptos.

Entendiendo que la pantalla de mi teléfono emitía luz polarizada, podría girar mi viejo filtro frente a la pantalla y verlo pasar de claro a oscuro, luego de claro a de regreso a la oscuridad, etc. Funcionó en ambos sentidos, así que si volteo mi filtrar alrededor, el efecto sería el mismo. Así que lo pruebo con mi nuevo filtro y empiezo a rotarlo: el efecto es el mismo que el anterior como se esperaba. Sin embargo, si lo volteé, el efecto no fue un aumento / disminución del brillo, en realidad hizo que la pantalla pasara de cálida a fría, luego de vuelta a cálida y luego a enfriarse a medida que la giraba (es decir, naranja a azul).

No entiendo por qué sucede esto, ¿seguramente debería funcionar en ambos sentidos como mi filtro anterior?

Mi teléfono es un Samsung Galaxy S8, por lo que tiene una pantalla Super AMOLED.

Probablemente esté comparando un polarizador lineal con un polarizador circular. El polarizador lineal es un filtro básico que solo pasa ondas de luz polarizadas en una dirección particular. Eso funciona en ambos sentidos, y puede combinar dos de ellos para producir un filtro de densidad variable: al girar el segundo polarizador, pasa la mayor parte de la luz cuando las direcciones de polarización son las mismas, y una cantidad mínima cuando las direcciones de polarización están en 90 grados el uno al otro.

Muchos filtros polarizadores más antiguos eran lineales, y eso suena como cuál es su filtro rectangular.

Pero también hay un efecto polarizador cuando la luz se refleja en el vidrio o el agua en ángulo (cuánto varía con el ángulo). Es por eso que girar un polarizador a menudo puede reducir los reflejos del agua o el vidrio.

Desafortunadamente, eso puede causar problemas cuando ocurre en los sistemas de medición / AF de una cámara. Entonces, a los fabricantes se les ocurrió la idea de polarizadores circulares: estos son más caros que los polarizadores lineales simples y combinan un polarizador lineal (en la parte delantera) con una segunda capa que convierte la luz polarizada linealmente en luz polarizada circular, lo que no sufrir del efecto reflejo. Pero eso significa que solo funcionan como polarizadores lineales en una dirección. (Para obtener detalles sobre cómo funciona la segunda capa, una placa de cuarto de onda, consulte https://en.wikipedia.org/wiki/Waveplate ).

El efecto de cambio de color es probablemente similar al que se usa en los microscopios geológicos, donde se puede usar para ayudar a identificar materiales en muestras de rocas en rodajas finas.

La cámara digital de automatización deportiva que ajusta la exposición y el enfoque. Es probable que estos mecanismos dependan de espejos semiplabados. Estos funcionan como gafas de sol espejadas; pasan algo de luz y reflejan el resto. Cuando monta un filtro polarizador, puede ser un impedimento que disminuya la efectividad de esta maravillosa automatización. Debido a que a menudo es deseable montar un filtro polarizador, necesitamos uno que no haga daño.

El filtro polarizador que usamos es en realidad dos filtros intercalados. El filtro frontal es una pantalla lineal polarizadora ordinaria. Este hace el trabajo. Mitiga los reflejos, corta la neblina y aumenta la saturación. Debido a que oscurece el cielo azul, las nubes blancas se destacan en relieve. Entonces, es el filtro inicial el que hace el acto.

Detrás de la pantalla de polarización está montado un segundo filtro llamado retardador. Este filtro despolariza efectivamente la luz. Este filtro sandwich ahora se llama polarizador circular. Eso está bien porque las acciones de la pantalla de polarización inicial no se ven afectadas y tampoco lo es la automatización de la cámara. Si gira este polarizador "circular", efectivamente mitiga su capacidad de polarizar la luz.

Por cierto, los primeros científicos que trabajaban con materiales que polarizaban la luz asumieron falsamente que la luz tenía un componente + y -, algo así como un imán tiene un Polo Norte y un Polo Sur. Asumieron que el filtro de alguna manera dividía la luz en haces de luz positivos y negativos (polarizados). Se demostró que esto era falso, pero el nombre de polarización se quedó.

La mayoría estaría de acuerdo, el filtro polarizador es un filtro imprescindible.

Los polarizadores son divertidos y muestran efectos de mecánica cuántica que pueden confundir a las personas. Se puede considerar que la luz y todas las ondas electromagnéticas tienen dos partes, una de las cuales está un cuarto de onda detrás de la otra. Si las dos partes tienen sus campos eléctricos alineados, entonces tenemos una polarización lineal (y hay muchas direcciones de alineación). Si la segunda parte se giró hacia un lado, el efecto de onda general se convierte en una hélice (espiral). El filtro anterior selecciona solo las ondas alineadas, mientras que los filtros nuevos seleccionan los que están dispuestos como una hélice (con una dirección de giro particular).

Mucha gente piensa que el estado lineal alineado es un 'estado cuántico' (es decir, contable), mientras que en la realidad (cuántica) son solo los dos estados espirales de polarización circular izquierda y derecha los que son estados contables distintos.

Para una prueba divertida, tome tres polarizadores lineales (por ejemplo, gafas de sol polarizadas en una tienda). El primer conjunto en una dirección normal 'arriba', el segundo conjunto en ángulos rectos (cruzados) y observa que no entra luz. Ahora agregue el tercero a 45 ° en la parte posterior, todavía nada, pero ahora coloque ese tercer polarizador en el medio. Observe lo que sucede y ¡pregúntese por qué! (La polarización lineal no es un estado cuántico ...) Vea este video de MinutePhysics para una demostración .

El uso de polarizadores lineales en la criptografía cuántica puede engañar a las personas para que piensen que han violado las leyes de probabilidad (véase el Teorema de Bell), cuando en realidad es solo que el cálculo de probabilidad se realiza en un círculo, no en un cuadrado (esos polarizadores lineales de 45 ° ¡No son una selección clásica 50:50!)

Existen 3 tipos de filtros polarizadores sobre:

• 1st Linea (para cámaras de película de enfoque manual).
• 2da circular (para cámaras de película de enfoque manual), y
• 3.a circular (para cámaras réflex digitales y cámaras de enfoque automático generales que contienen ambas para no alterar los componentes de enfoque y exposición).

Desafortunadamente, algunos fabricantes no entienden nada sobre ellos, por eso su polarización circular se montó en un bisel giratorio cuando no tiene sentido rotarlo.

Debe usar un componente lineal en el filtro polarizador circular si está utilizando una cámara DSLR o de enfoque automático.

Lo mejor es hacer el truco de la pantalla del teléfono antes de comprar el filtro. De esa manera, al menos puede decir que tiene un componente lineal a pesar de que dice CPL en el lateral.