3.3.4. Gaismas polarizācija

Gaismas polarizāciju ērti izskaidrot, pamatojoties uz gaismas viļņu dabu. Ja elektriskā lauka intensitātes vektora svārstību virziens gaismas vilnī haotiski mainās, tad gaismu sauc par nepolarizētu vai dabisko gaismu. Ja svārstībām ir kāds dominējošs virziens, tad gaismu sauc par polarizēto .

Dabiskā gaisma kļūst polarizēta:
a) atstarojoties no nemetāliskām virsmām (ūdens, stikls u.c.);
b) izkliedes rezultātā;
c) izejot caur īpašiem materiāliem – polarizatoriem.

Atstarojoties no nemetāliskām virsmām (ūdens, stikls u.c.) gaisma daļēji polarizējas. Par to viegli pārliecināties ar polarizācijas saulesbrillēm. Turot tās rokās un grozot, atstarotās gaismas intensitāte mainās.

Gaisa molekulas izkliedē saules gaismu. Izkliedes intensitāte ir apgriezti proporcionāla viļņa garuma ceturtajai pakāpei. Zilā gaisma izkliedējas vairāk nekā sarkanā. Vakarā rietoša saule ir sarkana, jo cauri atmosfēras slānim izplatās mazāk izkliedētie sarkanie stari.

Gaisa molekulu izkliedētā saules gaisma ir polarizēta. Plaknē, kas perpendikulāra krītošā stara virzienam, gaisma ir lineāri polarizēta.

Vienkāršākie gaismas polarizatori ir izgatavoti no polimēru materiāliem, kas sastāv no garām, lineārām molekulām.

Gaismas polarizāciju izmanto, veidojot šķidro kristālu displejus kalkulatoriem, digitālajiem fotoaparātiem, piezīmjdatoriem, televizoriem.

Šķidro kristālu šūna tiek izveidota tā, lai kristāli pagrieztu gaismas polarizācijas plakni par 90o. Ievietojot šūnu starp diviem polarizatoriem, kuru caurlaidības asis ir savstarpēji perpendikulāras, gaisma iet cauri sistēmai.

Pieliekot šķidro kristālu šūnai nelielu spriegumu, kristāli tiek dezorientēti, polarizācijas virziens vairs nepagriežas par 90°. Gaisma sistēmai cauri neiet. Rezultātā uz displeja parādās tumšs segments.

(palielināt)

Lai iegūtu krāsainu attēlu, papildus izmanto trīs pamatkrāsu filtrus – zilu, zaļu, sarkanu. Tādējādi katrs attēla punkts (pikselis) veidojas no šo trīs krāsu visdažādākajām kombinācijām. Labākas kvalitātes attēlu iegūst ar aktīvo matricu šķidro kristālu šūnām (TFT). Tajās katrs pikselis sastāv no tranzistora, un ir iespējams daudz precīzāk regulēt pikseļa spožumu.