В солнечный день поверхность озера или мокрый асфальт могут слепить отражённым светом. Обычные затемнённые линзы уменьшают общую яркость, а поляризационные очки способны заметно ослабить именно отражённые блики. Разница связана не с цветом стёкол, а с направлением колебаний световой волны.
Фото: Meg Jenson / Unsplash
Свет представляет собой электромагнитную волну. У естественного солнечного света направление колебаний электрического поля постоянно меняется. Такой свет называют неполяризованным. Поляризационный фильтр пропускает преимущественно одну составляющую этих колебаний, а другую задерживает. Поэтому изображение через него выглядит иначе даже при одинаковой степени затемнения линз.
Когда солнечные лучи отражаются от горизонтальной поверхности воды, стекла или дороги, отражённый свет часто становится частично поляризованным. В нём оказывается больше колебаний, ориентированных вдоль поверхности. Именно такая направленная составляющая заметно усиливает ослепляющие блики, особенно если смотреть под определённым углом.
В поляризационных солнцезащитных очках ось пропускания фильтра обычно ориентирована вертикально. Поэтому значительная часть горизонтально поляризованного отражения задерживается, а остальной свет продолжает проходить. В результате на воде становятся лучше различимы детали, а яркое отражение от мокрого покрытия меньше мешает смотреть вперёд.
Степень подавления бликов зависит от угла, под которым лучи падают на поверхность и попадают в глаза. При одном положении солнца эффект заметен сразу, при другом оказывается слабее. Полностью убрать все отражения такие очки не могут: свет от реальных предметов и разных поверхностей имеет сложный набор направлений поляризации.
Проверить действие фильтра можно простым опытом. Если посмотреть через поляризационные очки на отражение в стекле или на поверхности воды и медленно поворачивать оправу, яркость блика будет меняться. В одном положении отражение ослабевает, в другом усиливается. Похожий эффект возникает при взгляде через два поляризационных фильтра, оси которых постепенно поворачивают друг относительно друга.
Та же физика объясняет, почему некоторые экраны через такие очки выглядят слишком тёмными или приобретают необычные оттенки. Жидкокристаллические дисплеи используют поляризацию для формирования изображения. Если направления фильтра в очках и поляризации экрана оказываются близки к взаимно перпендикулярным, часть света экрана почти перестаёт проходить.
Важно различать поляризацию и защиту от ультрафиолета. Фильтр от бликов сам по себе не доказывает, что линзы задерживают опасное ультрафиолетовое излучение. При выборе очков необходимо отдельно смотреть на заявленную защиту UV400 или эквивалентную маркировку. Темнота линз также не является надёжным показателем такой защиты.
Поляризация используется не только в очках. На этом принципе работают некоторые фотофильтры, оптические измерительные приборы и технологии отображения изображения. Во всех случаях основная идея одинакова: свет можно разделять по направлению колебаний, управляя тем, какие его составляющие достигнут наблюдателя.
Таким образом, эффект поляризационных очков — следствие волновой природы света и особенностей его отражения. Они не «стирают» солнечные лучи и не делают воду менее блестящей, а выборочно ослабляют определённую составляющую света, которая создаёт наиболее сильные блики.
Понятие поляризации важно и для фотографии. Поворачивая поляризационный фильтр перед объективом, фотограф может менять выраженность отражений на воде и стекле, а также видимость некоторых деталей. Однако эффект зависит от взаимного расположения камеры, солнца и отражающей поверхности, поэтому одинакового результата при любом освещении ожидать нельзя.
Отдельная особенность возникает у водителей: поляризационные линзы могут делать менее заметными показания некоторых приборных экранов и отражения на ветровом стекле. Перед поездкой полезно убедиться, что дисплеи автомобиля остаются читаемыми в обычной посадке. Для защиты зрения при этом важна не только борьба с бликами, но и полноценная защита от ультрафиолета.