Pourquoi les filtres polarisants ne fonctionnent que dans une seule direction?

J'ai donc acheté hier un filtre polarisant qui a un cadran que vous pouvez tourner pour augmenter / diminuer l'effet de polarisation et monter directement sur l'objectif. J'ai également un vieux filtre polarisant que vous avez monté dans un porte-filtre rectangulaire. Par coïncidence, je fais de la polarisation en physique à l'école en ce moment, alors comprenez les concepts.

Comprenant que l'écran de mon téléphone émettait de la lumière polarisée, vous pouvez tourner mon ancien filtre devant l'écran et le regarder passer de clair à sombre, puis clair puis revenir à sombre, etc. Il fonctionnait dans les deux sens, donc si je retournais mon filtrer autour, l'effet serait le même. Je l'essaie donc avec mon nouveau filtre et je commence à le faire tourner - l'effet est le même que l'ancien comme prévu. Cependant, si je le retournais, l'effet n'était pas une augmentation / diminution de la luminosité, cela faisait en fait passer l'écran de chaud à froid, puis de nouveau à chaud puis à froid lorsque vous le faisiez pivoter (c'est-à-dire l'orange au bleu).

Je ne comprends pas pourquoi cela se produit - cela devrait sûrement fonctionner dans les deux sens, comme mon ancien filtre?

Mon téléphone est un Samsung Galaxy S8, il dispose donc d'un écran Super AMOLED.

Vous comparez probablement un polariseur linéaire avec un polariseur circulaire. Le polariseur linéaire est un filtre de base qui ne fait passer que les ondes lumineuses polarisées dans une direction particulière. Cela fonctionne dans les deux sens, et vous pouvez combiner deux d'entre eux pour produire un filtre à densité variable - en faisant tourner le deuxième polariseur, il passe la majeure partie de la lumière lorsque les directions de polarisation sont les mêmes, et une quantité minimale lorsque les directions de polarisation sont à 90 degrés les uns par rapport aux autres.

De nombreux filtres polarisants plus anciens étaient linéaires - et cela ressemble à ce que votre filtre rectangulaire est.

Mais il y a aussi un effet polarisant lorsque la lumière se reflète sur le verre ou l'eau sous un certain angle (combien varie selon l'angle). - c'est pourquoi la rotation d'un polariseur peut souvent réduire les reflets de l'eau ou du verre.

Malheureusement, cela peut provoquer des problèmes lorsque cela se produit dans les systèmes de mesure / AF d'un appareil photo. Les fabricants ont donc eu l'idée de polariseurs circulaires - ceux-ci sont plus chers que les polariseurs linéaires ordinaires, et combinent un polariseur linéaire (à l'avant) avec une deuxième couche qui convertit la lumière polarisée linéairement en lumière polarisée circulaire - ce qui ne fait pas souffrent de l'effet de réflexion. Mais cela signifie qu'ils ne fonctionnent que comme des polariseurs linéaires dans un sens. (Pour plus de détails sur le fonctionnement de la deuxième couche - une lame quart d'onde - voir https://en.wikipedia.org/wiki/Waveplate ).

L'effet de changement de couleur est probablement similaire à celui utilisé dans les microscopes géologiques, où il peut être utilisé pour aider à identifier les matériaux dans des échantillons de roche en tranches minces.

L'automatisation sportive de l'appareil photo numérique qui ajuste l'exposition et la mise au point. Ces mécanismes dépendent probablement de miroirs semi-argentés. Ceux-ci fonctionnent comme des lunettes de soleil miroir; ils passent un peu de lumière et réfléchissent le reste. Lorsque vous montez un filtre polarisant, cela peut être une altération qui diminue l'efficacité de cette merveilleuse automatisation. Parce que le montage d'un filtre polarisant est souvent souhaitable, nous en avons besoin d'un qui ne fera pas de mal.

Le filtre polarisant que nous utilisons est en fait deux filtres pris en sandwich ensemble. Le filtre orienté vers l'avant est un écran linéaire polarisant ordinaire. Celui-ci fait le travail. Il atténue les reflets, coupe la brume et augmente la saturation. Parce qu'il obscurcit le ciel bleu, les nuages ​​blancs se détachent avec un relief audacieux. C'est donc le filtre initial qui fait l'acte.

Derrière l'écran polarisant est monté un deuxième filtre appelé retardateur. Ce filtre dépolarise efficacement la lumière. Ce filtre sandwich est maintenant appelé polariseur circulaire. C'est OK car les actions de l'écran polarisant en amont ne sont pas altérées et l'automatisation de la caméra non plus. Si vous retournez ce polariseur «circulaire», vous atténuez efficacement sa capacité à polariser la lumière.

Soit dit en passant, les premiers scientifiques travaillant avec des matériaux qui polarisaient la lumière ont supposé à tort que la lumière avait une composante + et -, quelque chose comme un aimant a un pôle nord et un pôle sud. Ils ont supposé que le filtre divisait en quelque sorte la lumière en faisceaux lumineux positifs et négatifs (polarisés). Cela s'est avéré faux mais la polarisation du nom est restée.

La plupart seraient d'accord, le filtre polarisant est un filtre indispensable.

Les polarisers sont amusants et affichent des effets de mécanique quantique qui peuvent dérouter les gens. La lumière et toutes les ondes électromagnétiques peuvent être considérées comme ayant deux parties, l'une se situant un quart d'onde derrière l'autre. Si les deux parties ont leurs champs électriques alignés, alors nous avons une polarisation linéaire (et il existe de nombreuses directions d'alignement). Si la deuxième partie est tournée sur le côté, l'effet d'onde global se transforme en hélice (spirale). L'ancien filtre sélectionne uniquement les ondes alignées, tandis que les nouveaux filtres sélectionnent celles disposées en hélice (avec une direction de virage particulière).

Beaucoup de gens pensent que l'état aligné linéaire est un «état quantique» (c'est-à-dire dénombrable) alors qu'en réalité (quantique) ce ne sont que les deux états en spirale de polarisation circulaire gauche et droite qui sont des états dénombrables distincts.

Pour un test amusant, prenez trois polariseurs linéaires (par exemple des lunettes de soleil polarisées dans un magasin). Le premier ensemble dans une direction normale `` vers le haut '', le deuxième ensemble à angle droit (en travers), et observer qu'aucune lumière ne passe. Maintenant, ajoutez le troisième à 45 ° à l'arrière - toujours rien, mais maintenant mettez ce troisième polariseur au milieu - Observez ce qui se passe et demandez-vous pourquoi! (La polarisation linéaire n'est pas un état quantique ..) Voir cette vidéo MinutePhysics pour une démonstration .

L'utilisation de polariseurs linéaires en cryptographie quantique peut tromper les gens en leur faisant croire qu'ils ont enfreint les lois de probabilité (voir le théorème de Bell), alors qu'en fait, c'est juste que le calcul des probabilités se fait sur un cercle et non sur un carré (ces polariseurs linéaires à 45 ° ne sont pas une sélection classique à 50:50!)

Il existe 3 types de filtres polarisants concernant:

• 1st Linea (pour les caméras argentiques à mise au point manuelle).
• 2e circulaire (pour les caméras argentiques à mise au point manuelle), et
• 3e circulaire (pour les reflex numériques et les appareils photo autofocus généraux qui contiennent les deux afin de ne pas perturber les composants de mise au point et / ou d'exposition).

Malheureusement, certains fabricants ne comprennent rien à leur sujet, c'est pourquoi votre polarisation circulaire a été montée dans une lunette tournante alors qu'il est inutile de la faire tourner.

Vous devez avoir un composant linéaire dans le filtre polarisant circulaire si vous utilisez un reflex numérique ou une caméra à mise au point automatique.

Il est donc préférable de faire l'astuce de l'écran du téléphone avant d'acheter le filtre. De cette façon, vous pouvez au moins dire qu'il a une composante linéaire même s'il indique CPL sur le côté.