Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Verwenden Sie polarisierte Beleuchtungstechniken, um coole Farbeffekte aufzunehmen

In gefrorenen Eiskristallen können erstaunliche Farben erzeugt werden, die sich hier zu bilden beginnen, wenn das Wasser gefriert. Unter polarisiertem Licht scheint das Eis viele Farben zu haben. Die Farben sind darauf zurückzuführen, dass die Eiskristalle im polarisierten Licht doppelbrechend sind. Das Wasser wurde in eine klare Glaspetrischale zwischen zwei Polarisationsfiltern gegeben und mit etwa 1-facher Vergrößerung fotografiert.

Polarisiertes Licht ist Licht, dessen Wellen alle in die gleiche Richtung schwingen. Es gibt zwei grundlegende Möglichkeiten, um polarisiertes Licht durch Reflektion oder durch Verwendung eines Filters zu erhalten. Wenn Licht von Wasser oder einer anderen flachen Oberfläche reflektiert wird, wird das Licht in eine Richtung polarisiert. Es ist üblich, dass Fischer mit polarisierten Gläsern das reflektierte polarisierte Licht blockieren (was Blendung verursacht), so dass sie besser unter das Wasser sehen können. Der zweite und häufigste Weg zur Erzeugung von polarisiertem Licht ist ein Polarisationsfilter. Polarisationsfilter wurden in den 1930er Jahren von Edwin H. Land erfunden. Land entwickelte ein kostengünstiges Verfahren, um polarisierende Kristalle auszurichten und mit einem Bindemittel zu fixieren. Dieser Polarisationsfilter wurde zum Standard für fotografische und industrielle Prozesse.

Zwei Bilder der identischen Szene. Das linke Bild hat keinen Polarisationsfilter, während im rechten Bild ein Polarisationsfilter gedreht wurde, um das reflektierte Licht zu blockieren. Das von der Wasseroberfläche reflektierte Licht ist stark polarisiert oder schwingt in dieselbe Richtung.

Um mit polarisiertem Licht zu experimentieren, benötigen Sie zwei Polarisatoren, die Sie bequem über das Internet erwerben können. Es gibt auch andere Quellen für Polarisatoren, wie die Brille aus einem 3D-Film oder sogar eine alte polarisierende Sonnenbrille. Ich benutze diese Rosco Polarisationsfilter. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, versuchen Sie, zwei relativ große Blätter mit einem Durchmesser von 3 bis 4 Zoll zu erhalten.

Viele Materialien zeigen innere Spannungen, wenn sie mit polarisiertem Licht beleuchtet und mit einem zweiten Analysepolarisator fotografiert werden. Diese einzigartige Eigenschaft von Materialien wird als Doppelbrechung bezeichnet und wird durch das wechselwirkende polarisierte Licht mit dem beanspruchten Material im Vergleich zu den nicht beanspruchten Teilen verursacht. Einige der häufigsten Materialien, die diese Eigenschaft aufweisen, sind Glas, Eis, Kunststoff und viele Arten von Mineralien. Die vollständige Liste der Materialien würde Tausende von Einträgen enthalten.

Um die Auswirkungen von polarisiertem Licht auf ein Material zu beobachten, wird das Material zwischen zwei Lagen polarisierenden Materials angeordnet. Der erste Filter wird als Polarisator bezeichnet, während der zweite Filter als Analysator bezeichnet wird. Wenn der zweite Filter in einem Winkel von 90 ° zum ersten platziert wird, ist das durchgelassene Licht fast vollständig eliminiert. Das zweite Blatt aus polarisierendem Material muss nicht mit der Probe in Kontakt sein; es kann vor dem Auge des Betrachters oder vor einer Kamera platziert werden. Ohne den Analysator könnten Sie die Doppelbrechung in einer Probe nicht beobachten. Ich stelle mir diese Systeme gerne als ein polarisierendes Sandwich vor, bei dem das Fleisch den Stress darstellt, während das Brot die Polarisatoren darstellt.

Ausstattung einrichten. P1 ist die erste Polarisationsfolie (Polarisator), P2 ist der zweite Polarisator (Analysator) und ganz rechts befindet sich die Kamera. Die Probe wird zwischen den beiden Polarisationsfolien platziert.

Zwei Polarisatoren sind in dieselbe Richtung ausgerichtet. Diese Ausrichtung erlaubt das Licht zu reisen. Hinweis: Der mittlere Abschnitt ist nur etwas dunkler.

Hier ist der zweite Polarisationsfilter rechts um 90 Grad gegenüber dem linken gedreht. Diese Ausrichtung blockiert das meiste Licht.

Hier haben die Polarisationsfilter die gleiche Ausrichtung wie oben, jedoch ist zwischen den beiden Filtern eine eingespritzte Kunststoff-Petrischale angeordnet. Die durch den Herstellungsprozess hervorgerufenen Spannungen lassen unterschiedliche Farben durch. Dieser Vorgang wird als Doppelbrechung bezeichnet und die meisten Kunststoffe zeigen diesen Effekt.

Gips. Mikroskopische Aufnahme eines dünnen Gipsstücks mit polarisiertem Licht. Gips ist ein chemisches Sedimentgestein, das hauptsächlich aus hydratisiertem Calciumsulfat besteht. Es kann als Kristallaggregat (wie hier) oder in riesigen tafelförmigen Kristallen mit einer Länge von bis zu 1 Meter wachsen. Gips wird in Gips von Paris, in Portlandzement und als Flussmittel in der Töpferei verwendet. Die kompakteste Form von Gips ist als Alabaster bekannt. Probe in Penfield, New York gesammelt. Objektgröße: 40 mm.

Gipskristalle weisen Doppelbrechung auf, hier zeigen sich die unterschiedlichen Kristallstärken als unterschiedliche Farben. Die Gesteinsprobe befindet sich zwischen zwei Polarisationsfiltern und ist in diesem Bild etwa 2 Zoll breit.

Hornblende Kristalle, Mikroskopaufnahme mit polarisiertem Licht. Dieses Mineral enthält Calcium, Natrium, Magnesium, Eisen und Aluminium in einer Silicatmatrix. Es ist ein Mitglied der Amphibol-Gruppe von Mineralien und kommt in magmatischen und metamorphen Gesteinen vor. Das Gebiet ist hier weniger als einen halben Zentimeter breit.

Mineralien werden seit vielen Jahren dadurch identifiziert, wie dünne Gesteinsabschnitte in einem speziellen Polarisationsmikroskop mit Licht interagieren. Oben ist eine Hornblende-Probe mit 80facher Vergrößerung aufgenommen.

Eine Nahansicht der Spannung, die durch eine C-Klemme mit Druck auf einen Glasblock erzeugt wird.

Eine Folge von vier Stempeln zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Der Druck des Stempels erzeugt Spannungen in einem klaren Kunststoffgel, das wiederum die Doppelbrechung aufweist. Sie können den Polarisationsfilter im Hintergrund sehen, während sich der zweite Filter vor dem Objektiv der Kamera befindet.

Oben wird ein Karatestempel mit Hilfe eines großen Blocks aus ballistischem Gel in polarisiertem Licht sichtbar gemacht. Das Gel ist im Grunde ein Polymer, das Doppelbrechung zeigt. Die Kraft des Stempels kann mit polarisiertem Licht deutlich sichtbar gemacht werden, um die Belastung im Gel anzuzeigen. durch den Schlag geschaffen. Dieses ballistische Gel wurde entwickelt, um menschliches Fleisch zu simulieren.

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