Fizikai Szemle honlap |
Tartalomjegyzék |
Härtlein Károly
BME Fizikai Intézet
A legendás fizikatanár, Öveges József idejében a fény polarizálhatóságát bemutató eszköz otthoni, házilagos megépítése és a vele való kísérletezés egy egész délutánt betöltő foglalatosság volt, a legkitartóbbak közül is csak a legügyesebb kezűeknek adatott meg a sarkított, poláros fényben való gyönyörködés. A polarizátor és az analizátor elkészítéséhez két gyufásdobozra és pár mikroszkóp-tárgylemezre volt szükség. Az elkészült eszköz polarizáló képessége, így az általa nyújtott élmény meg sem közelítette a "gyári" polarizáló szűrőkét.
Azóta nagyot változott a világ, nemcsak színes lett a televízió, de a megjelenítők működési elve is megváltozott. LCD (folyadékkristályos) képernyőink síkban poláros fényt bocsátanak ki. Így az egyik eszközünk - a polarizátor - megépítését megúszhatjuk. Ám ha jól körülnézünk, akkor hamarosan rájöhetünk, hogy a másik eszköz - az analizátor - megépítését is elkerülhetjük. Ugyanis ma már az olcsó, alsó kategóriás napszemüvegek között is találhatunk olyant, amelynek lencséje poláros fényt állít elő. A térhatású mozi egyik lehetséges megvalósítási módja, hogy polarizált fény segítségével vetítenek a két szem számára eltérő képet - ehhez speciális vetítőre és szemüvegre van szükség. A 3D mozik speciális szemüvegei ugyanis a legtöbb esetben hazavihetők (a szerző 200 Ft leszurkolása után legálisan szemüveg-tulajdonos lett). Ha körülnézünk a fotós táskában, ott is találhatunk polárszűrőt. Így jelen cikkünkből kimarad az elkészítés menete és a szükséges anyagok fejezet.
A polarizáló szűrők
A napszemüvegekben két azonos helyzetű, síkban
poláros szűrőt találhatunk. A polarizáció síkját úgy
állítják be, hogy a vízszintes felületről visszaverődő
sugarakat gyengítse. A régebbi 3D-s mozikban, ahol
poláros fény segítségével állították elő a térbeli élményt,
két egymásra merőleges, síkban poláros szűrőt
építettek a vetítőbe és a szemüvegekbe is. E megoldás
egyik fő hibája, kényelmetlensége az volt, hogy
csak függőlegesen tartott fejjel adott jól élvezhető
képet. Ha ferdén tartjuk a fejünket, a két szemünk
eltérő intenzitású fényt kap. Ennek kiküszöbölésére
cirkulárisan poláros fényt használnak - az egyik szem
számára jobbra, míg a másik szem számára balra forgót.
Ennél a megoldásnál összetett "lencse" alkalmazása
szükséges. A lencse szemünktől távolabb eső
oldalán lévő réteg a cirkulárisan poláros fényből síkban
poláros fényt állít elő, A jobbra forgó és a balra
forgó poláros fény egymásra merőleges síkú, síkban
poláros fényé alakul. A lencse másik, a szemhez közelebbi
oldalán lévő síkban poláros rétegtől függ,
hogy látjuk vagy nem látjuk az érkező fényt. Így a két
szem más képet lát, kialakulhat a térbeli hatás. A fotós
táskában egyaránt találhatunk síkban polarizáló és
cirkulárisan polarizáló szűrőt. Ez az oldalán található
feliratból derül ki. Az itt talált szűrők menetesen csatlakoztathatók
az optikához, és körbe forgathatóak, a
fényképezés igényei szerint.
Kísérletek
Van síkban polarizált fényforrásunk, egy LCD tv
vagy monitor. Ha polaroid napszemüvegen keresztül
nézzük és közben fejünket forgatjuk, megfigyelhetjük,
hogy a monitor fénye gyengül, 45 foknál teljesen elsötétül,
míg a másik irányba forgatva erősödik és 45 foknál
lesz a legfényesebb. A tv-k és monitorok a vízszintessel
45 fokos szöget bezáró, síkban poláros fényt
bocsátanak ki. Ha régebbi típusú 3D-s szemüvegünk
van, akkor ugyanezt a kísérletet elvégezve az egyik
szemünk számára erősödő, míg a másik szemünk számára
gyengülő fényerőt fogunk tapasztalni. Fejünket
ellenkező irányba fordítva felcserélődik az erősödés,
gyengülés. Az újabb 3D-s szemüvegek igazi csemegét
tartogatnak: poláros fényű fényforrás sem kell, elég
egy tükör. Nézzünk a tükörbe a szemüvegen keresztül,
és az egyik szemünket hunyjuk be! Ekkor a másik
szemükkel nézve azt látjuk, hogy a csukott szemünket
jól látjuk, míg a nyitott szemünk előtt a szemüveg sötét
(lásd a címképet)! Elvégezhetjük a kísérletet két szemüveggel
úgy is, hogy a másik szemüveget vegye föl
valaki, ha ekkor az egyik szemünket becsukjuk, akkor
a másik kísérletezőnek csak az egyik szemét tudjuk
megfigyelni a szemüvegen keresztül, mégpedig keresztirányban,
becsukott bal és nyitott jobb szemmel a
szemben lévő jobb szeme látszik, míg a bal szeme
előtt sötét a lencse.
Vizsgáljunk átlátszó tárgyakat keresztezett polárszűrők között! Esetünkben a polarizáló szűrőnket fordítsuk úgy, hogy oltsa ki teljesen a monitor képét (érdemes a monitort egyszínű fehérre állítani), akkor a monitor elé téve például egy plexi vonalzót, polárszűrőn keresztül színes csíkokat láthatunk, minthogy a plexi kis mechanikai feszültségre is nagy kettőstörést produkál (lásd a színes képeket a hátsó belső borítón).
A Fizikai Szemle következő számában a poláros fénnyel végezhető további kísérletek mellett a szkarabeuszok és a poláros fény kapcsolatáról olvashatunk majd szenzációs leleplezést. Addig a következő két kapcsolódó oldal tanulmányozását ajánljuk.