Polarisatie

sep 24, 2011

Polarisatie
Licht is een golfbeweging, dat bestaat uit trillingen in vele verschillende richtingen, met een rechte hoek op de lichtweg. Gepolariseerd licht is licht met een trilbeweging in slechts één richting.
In de vrije natuur ontstaat gepolariseerd licht bij breking van de lichtbundel door doorschijnende kristallen van calciet, ook wel IJslandcalciet of dubbelspaat genoemd.

Gepolariseerd licht ontstaat ook door reflectie van licht indien dit valt op een glad transparant oppervlak zoals glas of water. Lichtstralen breken als zij op een doorschijnend materiaal vallen. Deze breking noemen we refractie. Valt het licht in onder een bepaalde hoek, dan wordt de lichtbundel in twee delen gesplitst. Een deel van het licht breekt normaal. Het andere deel reflecteert op het grensvlak en geeft een spiegeling, die slechts in één richting trilt. De trilrichting van dit gepolariseerde licht loopt evenwijdig met het spiegelende oppervlak. Het is niet mogelijk om door deze spiegeling heen te kijken.

Indien we nu een zonnebril dragen voorzien van polaroid filters, die loodrecht op de trilbeweging van het gepolariseerde licht gemonteerd staan, dan voorkomen we dat de bundel het oog bereikt, en kunnen we door de spiegeling heen kijken. Polarisatie door reflectie ontstaat bij een invalshoek van ongeveer 57 graden.

Een polaroid filter is opgebouwd uit een laagje cellulose-nitraat, waarin zich zeer kleine kristallen jodium-kinine-sulfaat bevinden. Bij het vervaardigen van de polaroidfilters worden deze uiterst kleine kristallen “in lijn” gebracht, in één richting. Polaroid filters kunnen gebruikt worden om gepolariseerd licht te kunnen doven en om gepolariseerd licht te produceren.

Polarisatie, trillingsvlak en waarneming
Als licht een voorwerp raakt, treden transmissie, absorptie en reflectie op. Tegelijkertijd treedt er polarisatie op. Voorwerpen en kleuren reflecteren daarbij uitsluitend licht met een verticaal gericht trillingsvlak. De overige lichtstralen worden geabsorbeerd. Daardoor kan het kleuren en vormen herkennen. Iets anders is het met glanzende oppervlakken. Deze zijn niet in staat om licht te polariseren en reflecteren het licht ongericht. Voor de waarnemer is schittering het gevolg, met name als de horizontaal gerichte trillingsgolven gaan overheersen. Doffe voorwerpen en kleuren reflecteren uitsluitend lichtstralen met een verticaal gericht trillingsvlak. Glanzende voorwerpen reflecteren licht met een ongericht trillingsvlak. Bij reflectie aan een transparant oppervlak kan de gereflecteerde bundel geheel of gedeeltelijk gepolariseerd zijn. Is de tangens van de invalshoek gelijk aan de brekingsindex van het transparante materiaal, dan is de polarisatie totaal.