axel_1997 schreef:Ik merkte net iets vreemds aan het polarisatiefilter dat ik voor mijn camera heb. Misschien heeft iemand hier een verklaring.
Achtergrond:
Een polarisatiefilter is een speciaal plaatje van glas dat je op het objectief (lens) van een (foto)camera schroeft. Het filter kan vrij draaien in de behuizing. Door aan het filter te draaien kan je bepaalde effecten in je foto's bereiken. Een van de dingen die je kan doen is het verwijderen of benadrukken van reflecties in glas of water. Met het filter in de juiste stand kan je dus vanaf de oever een vis fotograferen zonder dat de reflecties in het wateroppervlak zichtbaar zijn. Bij dit effect wordt meestal de volgende uitleg gegeven.
Theorie:
Licht dat van een glanzend oppervlak reflecteert wordt gepolariseerd. De lichtgolven worden daardoor allemaal dezelfde kant op georiënteerd. Ze worden als het ware "rechtop gezet". Het polarisatiefilter werkt als een tralieraam. Lichtgolven die parallel aan de tralies invallen kunnen door de gleuven heen. Lichtgolven die haaks op de tralies binnen komen worden tegen gehouden.
Dat klinkt allemaal logisch genoeg. Maar toch klopt die theorie niet of niet helemaal.
Wat ik heb gezien:
1 Het werkt alleen als ik onder een hoek naar het reflecterend oppervlak kijk. De reflectie van mijn gezicht en de muur achter mij verdwijnen niet. Die van mijn voeten en de vloer waarop ik sta wel.
2 Het werkt niet bij een spiegel. Ik kan onder elke hoek naar een spiegel kijken en het filter in elke stand draaien. Alle reflecties blijven zichtbaar.
3 De reflectie van een directe/felle lichtbron zoals een lamp blijft altijd zichtbaar.
4 Het werkt maar in één richting. Als ik door het filter kijk vanaf dezelfde kant als de camera zou doen, (dus van af de kant met de schroefdraad "de goede kant") kan ik reflecties laten verdwijnen. Als ik vanaf de andere kant door het filter kijk verandert de kleur een beetje. Maar er verdwijnt niets.
5 Als ik vanaf de goede kant door het filter naar de reflectie van het filter kijk is alles zichtbaar. Als ik vanaf de verkeerde kant door het filter naar de reflectie van het filter kijk is de reflectie van het filter een ondoorzichtige zwarte schijf. Dit is het enige effect dat ook/juist in een spiegel goed zichtbaar is.
???
De werking van een polarisatiefilter is dus op z'n minst complexer dan de bovenstaande verklaring. Weet iemand hoe dit werkt?
Antwoord van mijn man:
1: Dat klopt, dat komt omdat licht dat reflecteert niet per definitie 100% gepolariseerd is in horizontale of verticale polarisatie. De reflectiviteit van een oppervlak is verschillend voor beide polarisaties maar ook hoekafhankelijk. Bij 0 graden kijk je direct naar het spiegelende oppervlak, en vanwege de symmetrie is het logisch dat beide reflecties gelijk zijn. Dan heb je dus ook niets aan je polarisatiefilter, zoals je geobserveerd hebt. Pas onder een hoek gaat horizontaal en verticaal gepolariseerd licht verschillend reflecteren, wat inderdaad het geval is als je naar je voeten kijkt.
De reflectiviteit wordt bepaald door de brekingsindex van de materiaal overgang. Van lucht (ongeveer 1) naar glas (ongeveer 1.5) heb je een redelijke overgang van brekingsindex, wat de bron van de reflectie is. Hier: https://nl.wikipedia.org/wiki/Fresnelvergelijkingen Kun je in de linker grafiek zien hoe die reflectiviteit verschillend is voor Rs (loodrecht) en Rp (parallel), beide refererend aan de oriëntatie ten opzichte van het vlak van de reflectie. Als dat vlak schuin staat is horizontaal en verticaal niet meer precies uitgelijnd, vandaar de Rs en Rp terminologie om toch de twee componenten aan te duiden.
Als je de grafiek ziet blijkt ook dat er maar 1 hoek is (de Brewster hoek) waarbij er maar 1 polarisatie reflecteert (rode curve is nul, alleen blauw resteert). Als je die resterende er uit filtert ben je de volledige reflectie kwijt, en dat is het doel. Daar omheen werkt het ook nog redelijk goed maar zit je toch met beide polarisaties, waar je er maar 1 van kan filteren (als je beide filtert hou je niets over).
2 De reflectiviteit van een oppervlak afhangt van het verschil in brekingsindex van de overgang. Daarom heeft glas maar een kleine reflectie. Een spiegel heeft effectief een gigantische brekingsindex, waardoor die gigantisch reflecteert, zodanig goed dat het verschil in reflectiviteit bijzonder klein is, omdat beide polarisaties goed reflecteren.
3 Precies onder de Brewster hoek moet je de lamp kwijt kunnen raken, maar dat hangt ook af van de kwaliteit van het filter en andere zaken. Een lamp is natuurlijk bijzonder fel vergeleken de omgeving, dus ook als je 99% van de lamp kwijtraakt kan je de lamp alsnog goed zien.
4 Een polarisatie filter werkt van beide kanten. Maar, in de fotografie wordt vaak een CPL filter gebruikt. Dat zijn twee filter achter elkaar. De eerste is een echt polarisatiefilter. De tweede zet het licht om in circulair gepolariseerd licht. Dat werkt beter voor de lens en de camera zelf, omdat dit het verschil tussen de twee lineaire polarisaties grotendeels wegneemt. Het kleurverschil dat je ziet is de imperfectie van het plastic gebaseerde filter, wat kleurafhankelijk is. Kijkt maar eens naar de reflectie van computerschermen in verpakkingsplastic, dat levert regelmatig kleurrijke reflectie in het plastic op omdat computerschermen (bijna altijd) met gepolariseerd licht werken.
Als je zo een filter andersom gebruikt dan worden beide polarisaties van het gereflecteerde licht eerst in circulair gepolariseerd licht omgezet. Als dat vervolgens door het lineaire filter heengaat is er geen onderscheid tussen beide en gaan beide er (half) doorheen.
Leuk natuurkundig detail: juist het elektrisch veld parallel aan het tralie van het polarisatiefilter wordt gedempt, omdat deze elektrische lading kan bewegen langs de tralierichting. De andere polarisatie doet dat niet, en wordt dus niet gedempt.
Geplaatst: 02-01-22 17:48 
Maar misschien gaat mijn zweet wel gewoon naar komijn ruiken.. Zal eens experimenten met minder eten..
)
