¿Estas lentes de gafas de sol están polarizadas linealmente o qué?

Question

¿Estas lentes de gafas de sol están polarizadas linealmente o qué?

carlos

Esta es una pregunta difícil de formular, así que tengan paciencia conmigo. Encontré unas gafas de sol baratas y saqué las lentes de plástico que están polarizadas. Para mayor claridad, los he etiquetado como lente-1 y -2 con las caras A y B.

ingrese la descripción de la imagen aquí Hay tres casos en los que necesito ayuda para explicar lo que está pasando. Escribí una letra "A" en una hoja de papel blanco que estoy mirando a través de estos lentes.

Caso (1): Lados 1A y 2A (o lados 1B y 2B) ingrese la descripción de la imagen aquí

Si pone el lado 1A al frente y el 2A atrás (o viceversa), hay un cambio de color dependiendo de la rotación. Con $0^0$ o $180^0$ rotación, hay un color marrón mientras que un $90^0$ o $270^0$ rotaciones produce un color grisáceo. Si, por otro lado, uno cambia los lados A por los B, obtiene exactamente los mismos colores que arriba (como se esperaba).

Aquí es donde realmente me sorprendió. Si tiene combinaciones de 1A y 2B, descubrí para mi sorpresa que importa qué lente va al frente.

Caso (2): Lado 1A al frente con 2B atrás (o lados 1B y 2A) ingrese la descripción de la imagen aquí
Con lente-1A al frente, apenas se puede ver la letra A con rotaciones de $0^0$ o $180^0$ mientras que con rotaciones de $90^0$ o $270^0$ parece tener polarizaciones perpendiculares.

Caso (3): El lado 1A detrás mientras que el 2B está al frente (o los lados 1B y 2A) ingrese la descripción de la imagen aquí Invertir el orden de 1A y 2B me permite ver claramente la letra A con rotaciones de $0^0$ o $180^0$ . Por otra parte, las rotaciones de $90^0$ o $270^0$ parecen tener polarizaciones perpendiculares. Entonces, aparentemente, el orden en que aparecen las lentes 1A y 2B es importante.

Aquí están mis preguntas:

Hay 4 cambios de color diferentes cuando estas lentes se superponen, ¿por qué?
¿Por qué es importante el orden de las lentes (ya sea por delante o por detrás) en los casos (2) y (3)? Hubiera esperado el mismo resultado, sin embargo, eso no es correcto.
¿Qué papel juega la polarización en estas lentes? Creo que el caso (3) es una situación de polarizadores lineales, pero la dependencia del orden me ha dejado en un bucle.

Gracias de antemano por cualquier ayuda.

Botoncillo

a) Suponiendo que los vidrios son superficies planas, ¿la extinción es cada vez más intensa si las longitudes más largas de los vidrios están orientadas perpendicularmente (aquí: "rotación de 90/270 grados")? Antecedentes de esto: además de un par de anteojos de sol "típicos", que bloquean para ambos ojos toda la luz excepto la polarizada verticalmente, una vez probé un par donde la orientación permitida de la polarización en el lado izquierdo era ortogonal a la del lado derecho , y todavía aprox. diagonal con respecto a la línea definida por mi nariz.

Kyle Omán

Lamentablemente, no tengo una respuesta, pero una de mis demostraciones favoritas de QM es tomar la configuración de transmisión 0 que tiene e introducir una tercera lente polarizada en el medio. Tal vez de manera poco intuitiva, para algunos ángulos de la tercera lente puede obtener una transmitancia distinta de cero. Y en ese ejemplo, el orden definitivamente importa. Podría estar relacionado... pero no puedo descifrar qué combinación de polarización daría su efecto observado.

Respuestas (1)

¿Estas lentes de gafas de sol están polarizadas linealmente o qué?

a) Suponiendo que los vidrios son superficies planas, ¿la extinción es cada vez más intensa si las longitudes más largas de los vidrios están orientadas perpendicularmente (aquí: "rotación de 90/270 grados")? Antecedentes de esto: además de un par de anteojos de sol "típicos", que bloquean para ambos ojos toda la luz excepto la polarizada verticalmente, una vez probé un par donde la orientación permitida de la polarización en el lado izquierdo era ortogonal a la del lado derecho , y todavía aprox. diagonal con respecto a la línea definida por mi nariz.
Lamentablemente, no tengo una respuesta, pero una de mis demostraciones favoritas de QM es tomar la configuración de transmisión 0 que tiene e introducir una tercera lente polarizada en el medio. Tal vez de manera poco intuitiva, para algunos ángulos de la tercera lente puede obtener una transmitancia distinta de cero. Y en ese ejemplo, el orden definitivamente importa. Podría estar relacionado... pero no puedo descifrar qué combinación de polarización daría su efecto observado.

Emilio Pisanty · Answer 1

Muchas gracias por publicar esto. Había visto esto hace un tiempo y nunca llegué a pensarlo en su totalidad, y ahora lo he hecho :). Esas no son "gafas de sol baratas": son gafas 3D para usar con pantallas de televisión 3D y similares. Esta es una demostración fantástica y animo a cualquiera que tenga un par de estos anteojos de repuesto en casa a desmontarlos para jugar con los lentes. Puedo explicar la mayor parte del comportamiento cualitativo, pero no puedo explicar completamente los cambios de color en sus primeras fotografías.

En primer lugar, se trata de unas gafas 3D para las que la información estereoscópica se codifica en el estado de polarización de las imágenes: debe ser así, ya que no hay ningún equipo que las obture de forma sincronizada con la imagen . Si bien existen otros sistemas de visores 3D pasivos , su comportamiento bajo rotaciones los delata como codificados por polarización .

La forma en que funcionan estos visores es teniendo las imágenes del ojo izquierdo y derecho en diferentes polarizaciones, con polaroides correspondientes para cada ojo. Sin embargo, el uso de polarizaciones horizontales y verticales (o cualquiera de las dos polarizaciones lineales ortogonales) no funciona en la práctica, porque inclinar la cabeza, aunque sea ligeramente, provocaría visión doble. Esto se resuelve utilizando la polarización circular , que es estable frente a las rotaciones: si giras una espiral, se ve muy parecida.

Para detectar esta luz polarizada circularmente (CPL), la solución habitual es utilizar elementos ópticos conocidos como placa de cuarto de onda , que convierten la polarización circular en lineal y viceversa. Más específicamente, tienen un eje "lento" y un eje "rápido", y convertirán el CPL diestro en una polarización lineal a lo largo de una diagonal, y el CPL zurdo en la otra diagonal. (Para obtener más detalles, consulte este artículo de WP ). Comencemos con las imágenes:

Una vez que tenga su luz polarizada linealmente, simplemente coloque una polaroid orientada en diagonal y tendrá un polarizador circular. (En la imagen de arriba, si el CPL diestro entra en el QWP, entrará en la diagonal opuesta y no se transmitirá a través del polarizador lineal).

Entonces, echemos un vistazo a estas gafas. Tienen placas de cuarto de onda frente a la pantalla y polaroids frente a tus ojos, por lo que son así: