Polarisation (også polarisering) er en egenskab ved nogle typer bølger. Mange bølger har svingninger i en retning, som kan være forskellig fra den retning, bølgen bevæger sig i. For eksempel vil en vandbølge bevæge sig hen over overfladen, men vandpartiklerne svinger ofte op og ned eller i cirkler i selve bevægelsen. Lysbølger er på samme måde tværgående bølger, selv om de også kan beskrives som partikler (fotoner). Det betyder, at lysets elektriske felt svinger i en bestemt retning vinkelret på udbredelsesretningen. Lydbølger har derimod ikke polarisering på samme måde, fordi de er langsgående bølger — partiklerne svinger frem og tilbage i samme retning som bølgens udbredelse. Polariserede solbriller udnytter disse svingninger til at reducere blænding.


 

Hvad betyder polarisation i praksis?

Uspoleret lys består af mange små bølgekilder, hvor elektriske felter peger i tilfældige retninger. Når lyset bliver polariseret, bliver disse retninger ordnet — for eksempel kan alle elektriske felter pege lodret (lineær polarisering) eller rotere i en bestemt retning (cirkulær polarisering). Polarisation fortæller altså noget om lysfeltets orientering og faseforhold mellem komponenter.

Typer af polarisation

  • Lineær polarisering: Feltet svinger i én fast retning (f.eks. lodret eller vandret).
  • Cirkulær polarisering: To vinkelrette svingningskomponenter har samme amplitude, men er 90° ude af fase, så resultantfeltet roterer med konstant størrelse.
  • Elliptisk polarisering: Generaltilfældet, hvor de to komponenter har forskellige størrelser eller faseforskelle, så feltet beskriver en ellipse.

Hvordan virker polariserede solbriller?

Polariserede solbriller indeholder et filter (ofte en polymerfilm kaldet polaroid), som kun tillader lys med en bestemt polarisation at passere. Mange reflekterede lysfænomener — f.eks. sollys der reflekteres fra vand, sne eller veje — bliver stærkt polariseret i en vandret retning. Et polariseringsfilter, der blokerer denne retning, kan derfor:

  • reducere blænding og ubehag fra skarpt reflekteret lys,
  • øge kontrasten og gøre det lettere at se detaljer (f.eks. i kørsel eller ved fiskeri),
  • forbedre synskomfort uden nødvendigvis at mørklægge alting kraftigt.

Hvis du drejer brillerne 90°, vil de blokere en anden polarisation og derfor ændre hvordan refleksioner og kontraster ser ud. Denne egenskab kan også bruges til at teste om et vindue eller en skærm er polariseret — ved at rotere et polariseringsfilter og se ændringer i lysstyrken.

Fysiske principper og eksempler

Nogle vigtige pointer:

  • Brewsters vinkel: Når lys reflekteres fra en overflade ved en bestemt vinkel (Brewsters vinkel), bliver det reflekterede lys fuldstændigt polariseret i en retning. Det er en årsag til kraftig vandret polarisation fra våd vej eller vandflader.
  • Malus' lov: Intensiteten af lineært polariseret lys, der passerer gennem et andet polariseringsfilter, afhænger af vinklen mellem deres akser. Intensiteten følger cos²-afhængighed — i daglig tale: jo større vinkel, desto mindre lys slipper igennem.
  • Teknologiske anvendelser: LCD-skærme bruger polarisatorer til at styre lysgennemgangen; 3D-biografer benytter ofte polarisation (lineær eller cirkulær) til at sende to forskellige billeder til hvert øje; forskere bruger polariseret lys i målinger af materialers egenskaber.
  • Diagnostik og kunst: Polariseret lys afslører stress i gennemsigtige plastmaterialer (photoelasticitet) og bruges i materialeprøvning og i kunstfotografi for at fjerne refleksioner.

Hvorfor lydbølger ikke er polariserede

Lydbølger i luft er langsgående, hvilket betyder, at luftpartiklerne svinger frem og tilbage i samme retning som bølgen bevæger sig. Derfor giver begrebet "retning for svingning vinkelret på udbredelsesretningen" ikke mening for almindelig lyd i luft, og man taler ikke om polarisation på samme måde som for lys. I faste stoffer og i nogle mekaniske systemer kan dog optræde transversale bølger, hvor polarisation bliver relevant.

Kort opsummering

Polarisation beskriver, hvordan svingningerne i en bølge er orienteret. For lys betyder det orienteringen af det elektriske felt. Polariserede solbriller bruger filtre, der blokerer bestemte polarisationer og dermed reducerer blænding fra reflekteret, ofte vandret polariseret, lys. Polarisation har mange praktiske anvendelser fra skærme og 3D-teknik til fotografering og materialeundersøgelser.