مرشحات الاستقطاب المانعة للأنعكاس
عندما تخرج الأشعة من منبعها ، تنتشر في جميع الاتجاهات ، على هيئة موجات تتذبذب عمودياً على الاتجاه الذي تسير فيه الأشعة ) شكل ۱۸ - ۱)، ويتذبذب بعضها بحيث تكون قمة الموجة الضوئية متجهة إلى أعلى، أما قاعها فيكون متجها إلى أسفل ( شكل ١٨ - ب ) كما تتذبذب موجات أخرى فى إتجاه آخر ، فتكون القمة واقعة جهة اليمين ، أما القاع فيتجه نحو اليسار ( شكل ۱۸ - ج) ، وهكذا تتذبذب الموجات في اتجاهات مختلفة مع بقاء ذبذبتها عمودية على اتجاه .
الحالة D وتستمر هذه الذبذبات في سيرها على النحو السابق حتى تقابل سطحاً لامعاً عاكساً . فقد ظهر من دراسة الانعكاسات الضوئية أن الأشعة المنعكسة لا تتذبذب إلا فى مستوى واحد فقط، وعندئذ يقال إن الضوء قد استقطب على مستوى واحد Plane Polarized ، كما يطلق على هذه لة اسم . الاستقطاب Polarization » . هنا نشأت تسمية المرشح باسم المرشح المستقطب Polarizing Filter ، أو مرشح الاستقطاب . ومن الممكن تشبيه الشعاع المستقطب في مستوى واحد فقط نتيجة للانعكاس بحبل مثبت من أحد جانبيه ، تحركه اليد من الجانب الآخر ( شکل ۱۸ - د . ومن
مرشحات الاستقطاب المانعة للأنعكاسات Polarizing Filters
ومن البديهي أنه يمكن تحريك الحبل بشكل موجي في كافة الاتجاهات وفقاً لحركة اليد (شكل ۱۸ - (ه)، غير أنه إذا مر الحبل خلال فتحة ما فسوف تتحدد حركته بما يلائم شكل هذه الفتحة ، فإذا كانت الفتحة مستعرضة فإن الموجات لا تتحرك إلا في مستوى مستعرض (شكل ۱۸- و)، وإذا كانت الفتحة طولية فهو قابل لأن يتحرك إلى أعلى وأسفل ( شكل ۱۸ - ز ) وتستمر حركته هذه حتى لو تحتم مروره خلال فتحة طولية أخرى ( شكل ۱۸ - ز) ، أما اذا كانت الفتحة الأولى طولية والثانية مستعرضة ( شكل ۱۸ - ح ) فمن المؤكد أن تقف حركته بعد خروجه من الفتحة الثانية
مثلا - فلا يسمح و أخذا بالتشبيه السابق نقول أن مرشح الاسـ الاستقطاب يمثل حائلا ذا فتحات ( إفتراضية ) كثيرة متوازية، فهو لا يسمح بتخلله إلا للموجات الضوئية التي تتذبذب في نفس اتجاه فتحاته ( شكل ۱۸ - ط ) ، فإذا كان المرشح في وضع يجعل فتحاته (الإفتراضية) طولية، فإنه لا يسمح بتخلله إلا لموجات تجرى في مستوى طولى، أما تلك التى تجرى في مستويات أخرى عرضية لها بتخلله ( شكل ۱۸ - ط
ولما كان دوران هذا المرشح حول مركزه يغير اتجاه فتحاته من الوضع الطولى إلى الوضع المستعرض ، فإنه من السهل التحكم في مرور الموجات الضوئية ( الناشئة عن الانعكاس والتى تتذبذب في مستوى واحد ) بمجرد إدارة المرشح حول مركزه ، ذلك لأن دورانه يكون بمثابة وضع حائل ذى فتحات مستعرضة فى مسار الموجات الضوئية التي يختلف مستوى حركتها الموجبة عن اتجاه فتحات المرشح التي أفترضناها .
وهكذا فإن هذا المرشح يقوم تارة مقام الحائل المستعرض الفتحة ( فيمنع نفاذ الضوء المنعكس المستقطب في مستوى رأسى ) ويقوم تارة أخرى مقام الحائل الطولى الثاني ( المبين فى شكل ۱۸ - ز) ويتوقف أداؤه لهذه الوظيفة أو تلك على درجة دورانه حول مركزه .
وتعتمد نظرية مرشحات الاستقطاب على ما أظهرته البحوث من أن بعض المواد لا تسمح بلوراتها بمرور الموجات الضوئية خلالها ما لم تكن متذبذبة في مستوى معين . وعلى ذلك ، إذا مرت أشعة ضوئية خلال هذه البلورات، وكانت الأشعة متذبذبة فى نفس المستوى الذي تسمح به هذه البلورات، فإنها تنفذ خلالها ، أما إذا لم تتفق المستويات فلن تمر الأشعة كما ظهر أن لبعض المواد العضوية ) التى رتبت جزيئاتها ترتيبا خاصاً ) القدرة على استقطاب الضوء ، ولذلك استخدمت خصائص تلك المواد في صناعة رقائق تصلح كمر شحات الاستقطاب ، وهي تتميز بالقدرة على الحد من الانعكاسات على الأسطح اللامعة أو المصقولة وغير المعدنية إذا كانت
لذلك كثافة الضوء زاوية الإنعكاس لا تقل عن ٣٥ ولا تزيد عن ٧٠ . وهى تصلح لتصوير الواجهات الزجاجية للمحال التجارية ( شكل ١٩ ) وتصوير اللوحات الزيتية اللامعة ، وتصوير الأثاث والأرضية اللامعة ، وتصوير ما تحت الماء لإظهار ما به من أعشاب أو أسماك ، أو تصوير الأوانى الصينية المستديرة أو المقعرة أو المحدبة .. إلخ . ونرى من الشرح السابق أن مرشحات الاستقطاب لا تغير من الخصائص الطيفية للأشعة ، ولذلك فهى تعتبر صالحة للتصوير الملون ، و تتشابه من هذه الوجهة مع المرشحات المحايدة التي تقلل من Neutral density filter دون أن تؤثر في خصائصه الطيفية ( وسوف نتكلم عنها فيما بعد ) . وحين تستخدم مرشحات الاستقطاب تظهر السماء قائمة عادة حين التصوير الأبيض الأسود ، كما يكون لونها الأزرق أكثر تشبعاً Saturation في أحوال التصوير الملون ، ويرجع ذلك إلى أن المرشح يمنع مرور الأشعة التي تنعكس على الأتربة والجسيمات العالقة بالجو . ولعل في ذلك تصحيحاً للفكرة الخاطئة السائدة بين بعض المصورين التى تعزو ظهور السماء قائمة في التصوير الأبيض والأسود، وشدة زرقتها في الصور الملونة ، إلى أن ذلك نتيجة لامتصاص مرشح الاستقطاب لبعض ألوان السماء الزرقاء ، وهذا خطأ
بعض وقد أعدت مرشحات من هذا القبيل من زجاج مقاوم للحرارة لكى توضع أمام مصدر الضوء ، كما تقوم هذه المرشحات بدور هام في أحوال التصوير الميكروسكوبى سواء الملون أو الأبيض الأسود . ومن الصعب أن يقدر عامل المرشح Filter Factor بدقة عند استخدام مرشح الاستقطاب ، إذ يتوقف ذلك على نسبة الأشعة التي لا يسمح المرشح بمرورها إلى الأشعة الساقطة عليه ، وهذا عامل يتوقف هو في حد ذاته على مدى إنحراف المرشح ودورانه حول مركزه .
عندما تخرج الأشعة من منبعها ، تنتشر في جميع الاتجاهات ، على هيئة موجات تتذبذب عمودياً على الاتجاه الذي تسير فيه الأشعة ) شكل ۱۸ - ۱)، ويتذبذب بعضها بحيث تكون قمة الموجة الضوئية متجهة إلى أعلى، أما قاعها فيكون متجها إلى أسفل ( شكل ١٨ - ب ) كما تتذبذب موجات أخرى فى إتجاه آخر ، فتكون القمة واقعة جهة اليمين ، أما القاع فيتجه نحو اليسار ( شكل ۱۸ - ج) ، وهكذا تتذبذب الموجات في اتجاهات مختلفة مع بقاء ذبذبتها عمودية على اتجاه .
الحالة D وتستمر هذه الذبذبات في سيرها على النحو السابق حتى تقابل سطحاً لامعاً عاكساً . فقد ظهر من دراسة الانعكاسات الضوئية أن الأشعة المنعكسة لا تتذبذب إلا فى مستوى واحد فقط، وعندئذ يقال إن الضوء قد استقطب على مستوى واحد Plane Polarized ، كما يطلق على هذه لة اسم . الاستقطاب Polarization » . هنا نشأت تسمية المرشح باسم المرشح المستقطب Polarizing Filter ، أو مرشح الاستقطاب . ومن الممكن تشبيه الشعاع المستقطب في مستوى واحد فقط نتيجة للانعكاس بحبل مثبت من أحد جانبيه ، تحركه اليد من الجانب الآخر ( شکل ۱۸ - د . ومن
مرشحات الاستقطاب المانعة للأنعكاسات Polarizing Filters
ومن البديهي أنه يمكن تحريك الحبل بشكل موجي في كافة الاتجاهات وفقاً لحركة اليد (شكل ۱۸ - (ه)، غير أنه إذا مر الحبل خلال فتحة ما فسوف تتحدد حركته بما يلائم شكل هذه الفتحة ، فإذا كانت الفتحة مستعرضة فإن الموجات لا تتحرك إلا في مستوى مستعرض (شكل ۱۸- و)، وإذا كانت الفتحة طولية فهو قابل لأن يتحرك إلى أعلى وأسفل ( شكل ۱۸ - ز ) وتستمر حركته هذه حتى لو تحتم مروره خلال فتحة طولية أخرى ( شكل ۱۸ - ز) ، أما اذا كانت الفتحة الأولى طولية والثانية مستعرضة ( شكل ۱۸ - ح ) فمن المؤكد أن تقف حركته بعد خروجه من الفتحة الثانية
مثلا - فلا يسمح و أخذا بالتشبيه السابق نقول أن مرشح الاسـ الاستقطاب يمثل حائلا ذا فتحات ( إفتراضية ) كثيرة متوازية، فهو لا يسمح بتخلله إلا للموجات الضوئية التي تتذبذب في نفس اتجاه فتحاته ( شكل ۱۸ - ط ) ، فإذا كان المرشح في وضع يجعل فتحاته (الإفتراضية) طولية، فإنه لا يسمح بتخلله إلا لموجات تجرى في مستوى طولى، أما تلك التى تجرى في مستويات أخرى عرضية لها بتخلله ( شكل ۱۸ - ط
ولما كان دوران هذا المرشح حول مركزه يغير اتجاه فتحاته من الوضع الطولى إلى الوضع المستعرض ، فإنه من السهل التحكم في مرور الموجات الضوئية ( الناشئة عن الانعكاس والتى تتذبذب في مستوى واحد ) بمجرد إدارة المرشح حول مركزه ، ذلك لأن دورانه يكون بمثابة وضع حائل ذى فتحات مستعرضة فى مسار الموجات الضوئية التي يختلف مستوى حركتها الموجبة عن اتجاه فتحات المرشح التي أفترضناها .
وهكذا فإن هذا المرشح يقوم تارة مقام الحائل المستعرض الفتحة ( فيمنع نفاذ الضوء المنعكس المستقطب في مستوى رأسى ) ويقوم تارة أخرى مقام الحائل الطولى الثاني ( المبين فى شكل ۱۸ - ز) ويتوقف أداؤه لهذه الوظيفة أو تلك على درجة دورانه حول مركزه .
وتعتمد نظرية مرشحات الاستقطاب على ما أظهرته البحوث من أن بعض المواد لا تسمح بلوراتها بمرور الموجات الضوئية خلالها ما لم تكن متذبذبة في مستوى معين . وعلى ذلك ، إذا مرت أشعة ضوئية خلال هذه البلورات، وكانت الأشعة متذبذبة فى نفس المستوى الذي تسمح به هذه البلورات، فإنها تنفذ خلالها ، أما إذا لم تتفق المستويات فلن تمر الأشعة كما ظهر أن لبعض المواد العضوية ) التى رتبت جزيئاتها ترتيبا خاصاً ) القدرة على استقطاب الضوء ، ولذلك استخدمت خصائص تلك المواد في صناعة رقائق تصلح كمر شحات الاستقطاب ، وهي تتميز بالقدرة على الحد من الانعكاسات على الأسطح اللامعة أو المصقولة وغير المعدنية إذا كانت
لذلك كثافة الضوء زاوية الإنعكاس لا تقل عن ٣٥ ولا تزيد عن ٧٠ . وهى تصلح لتصوير الواجهات الزجاجية للمحال التجارية ( شكل ١٩ ) وتصوير اللوحات الزيتية اللامعة ، وتصوير الأثاث والأرضية اللامعة ، وتصوير ما تحت الماء لإظهار ما به من أعشاب أو أسماك ، أو تصوير الأوانى الصينية المستديرة أو المقعرة أو المحدبة .. إلخ . ونرى من الشرح السابق أن مرشحات الاستقطاب لا تغير من الخصائص الطيفية للأشعة ، ولذلك فهى تعتبر صالحة للتصوير الملون ، و تتشابه من هذه الوجهة مع المرشحات المحايدة التي تقلل من Neutral density filter دون أن تؤثر في خصائصه الطيفية ( وسوف نتكلم عنها فيما بعد ) . وحين تستخدم مرشحات الاستقطاب تظهر السماء قائمة عادة حين التصوير الأبيض الأسود ، كما يكون لونها الأزرق أكثر تشبعاً Saturation في أحوال التصوير الملون ، ويرجع ذلك إلى أن المرشح يمنع مرور الأشعة التي تنعكس على الأتربة والجسيمات العالقة بالجو . ولعل في ذلك تصحيحاً للفكرة الخاطئة السائدة بين بعض المصورين التى تعزو ظهور السماء قائمة في التصوير الأبيض والأسود، وشدة زرقتها في الصور الملونة ، إلى أن ذلك نتيجة لامتصاص مرشح الاستقطاب لبعض ألوان السماء الزرقاء ، وهذا خطأ
بعض وقد أعدت مرشحات من هذا القبيل من زجاج مقاوم للحرارة لكى توضع أمام مصدر الضوء ، كما تقوم هذه المرشحات بدور هام في أحوال التصوير الميكروسكوبى سواء الملون أو الأبيض الأسود . ومن الصعب أن يقدر عامل المرشح Filter Factor بدقة عند استخدام مرشح الاستقطاب ، إذ يتوقف ذلك على نسبة الأشعة التي لا يسمح المرشح بمرورها إلى الأشعة الساقطة عليه ، وهذا عامل يتوقف هو في حد ذاته على مدى إنحراف المرشح ودورانه حول مركزه .
تعليق