• Molim vas da mi odgovorite na jedno pitanje iz fizike. Radi se o polarizaciji svjetlosti. Zašto je intenzitet svjetlosti manji kroz jedan polarizator nego kad gledamo direktno izvor svjetlosti? Koja su to svojstva polarizatora koja onemogućuju da svjetlos t svojim punim intenzitetom prođe kroz njega? (Dražen Majcenić iz Zagreba)

  • Činjenica da je intenzitet manji, nema direktne veze s polarizatorom; i prolaskom kroz obično staklo, intenzitet svjetlosti se smanjuje. Ili kroz vodu: što je voda dublja, to se dno slabije vidi.

    Opčenito, prolaskom kroz neko sredstvo (tj. kroz nakupinu atoma/molekula) intenzitet svjetlosti se smanjuje u odnosu na vrijednost koju bi imao da se svijetlost širila kroz vakuum (tj. prostor gdje nema atoma/molekula). Pri tom valja imati na umu da in tenzitet svjetlosti pada i u vakuumu, ali to je posljedica širenja elektromagnetskih valova. (Npr. intenzitet svjetlosti Sunca na Veneri je puno jači nego na Zemlji, a potonji je jači od onoga na Jupiteru.) U daljnjem ćemo 'zanemariti' taj učinak.

    Kako se vidljiva svjetlost širi kroz neko sredstvo? Ako ste mislili da pronalazi 'rupice' ili mjesta gdje nema aroma/molekula, onda se varate. Upravo suprotno: svjetlo (tj. elektromagnetski val) dolazi do sredstva i djeluje na elektrone na površini, zatitravajući ih frekvencijom koja približno odgovara frekvenciji upadnog vala. Zatitrani elektroni isijavaju elektromagnetski val (i opet frekvencije približno jednake frekvenciji na koju su bili zatitrani), koji onda zatitrava druge elektrone malo dublj e u sredstvu ... itd ... i na kraju elektroni na (drugoj) površini sredstva isijavaju izlazni elektromagnetski val koji se onda dalje širi kroz vakuum. Dakle, prolazak kroz sredstvo/materijal je jedan vrlo komplicirani proces, u kojem sudjeluje puno elekt rona, te će svjetlost koja uspije proći uvelike ovisiti o svojstvima materijala, posebno o elektronima u njemu.

    Pri prolasku kroz sredstvo, dio svjetlosti (precinije, dio energije elektromagnetskog vala) se gubi pri svakom procesu 'zatitravanje elektrona - istitravanje svjetlosti'. Dio se može izgubiti i zbog raznih pojava interferencije (vidi npr. ovaj odgovor). A dio se može 'izgubiti' samim tim što frekvencija upadne svjetlosti ne odgovara frekvenciji kojom elektron može titrati.

    Sada je, dakle, jasno da pri prolasku kroz neko sredstvo, pa tako i kroz polarizator, intenzitet svjetlosti pada. Medjutim, polarizator ima joše jedno svojstvo, a to je da vrlo dobro propušta svjetlost jednog smjera polarizacije, a lošije drugih polari zacija! Razlog tome leži u strukturi materijala od kojeg je polarizator načinjen: on se sastoji od vrlo dugačkih molekula, usmjerenih u jednom smjeru. Što se frekvencije vidljive svjetlosti tiće, elektroni na takvim dugačkim molekulama mogu lagano titrati uzduž molekule, ali ne i okomito na molekulu. To znači, s obzirom na gornju diskusiju, da će svjetlost polarizirana u smjeru molekule lako zatitrati elektrone, a svjetlost polarizirana u okomitom smjeru - teško: prvi 'tip' svjetlosti će proći kr oz polarizator, a drugi neće.

    Svjetlost koja dolazi od obične žarulje je polarizirana u svim smjerovima (uobičajeni termin je nepolarizirana svjetlost). To znači da elektromagnetski val titra podjednako u svim smjerovima okomito na širenje. Kada takva svjetlost padne na pol arizator, on će lako propustiti dio svjetlost čija polarizacija je paralelna dugačkim molekulama polarizatora, dok će svjetlost drugih smjerova propustiti teže. Ukupni efekat je da nakon polarizatora imate samo dio upadne svjetlosti, onaj koju je polariza tor propustio, a drugi dio je reflektiran/apsorbiran.

    Odgovorio:
    mr.sc.M.Basletić, PMF