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¿Qué causa estos efectos de arco iris el uso de un filtro polarizador en un avión?

Sé que la luz reflejada por una superficie de 45° es polarizada y que por una razón similar tragaluz llega desde una dirección ortogonal a que el sol está demasiado polarizada.

Los fotógrafos hacer uso de este efecto para oscurecer el cielo y filtro de reflexiones uso de un filtro polarizador. Ver wikipedia para los ejemplos.

En mi último vuelo intercontinental yo tenía mi equipo de cámara en la cabina y desde el cielo ya estaba muy oscuro, a esta altura me preguntaba cuánto más oscura se obtendría al utilizar el filtro polarizador.

Para mi gran sorpresa, lo que se observa es este (el sol está a la derecha):

A photo of the sky using a polarizing filter from an air plane at cruising altitude showing colored streaks

¿Qué está pasando aquí?

Como yo era consciente de un filtro polarizador sólo haría el tragaluz/reflexión más oscuro. Nunca he observado o escuchado que alguna vez causar cambios en los colores y google no traer nada.

Me encontré con esta pregunta que me enseñó que la luz de un arco iris se polariza demasiado para un filtro polarizador también debe ser capaz de filtrar un arco iris, pero no explica cómo se podría crear un arco iris.

¿Tiene una explicación?

Nota: he observado lo mismo cuando visualización a través de un filtro polarizador con mis ojos, así que esto no es causado por algo que sucede en el interior de la cámara.

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Floris Puntos 54054

Lo que estamos viendo es el estrés en la ventana resultante en birrefringencia: la velocidad de propagación de la luz polarizada depende de la dirección de polarización.

En la configuración que tenemos, la luz en el cielo está parcialmente polarizada debido a que es como dispersión de Rayleigh obras; esto parcialmente se transmite luz polarizada a través de la ventana donde se gira (a causa de la birrefringencia) dependiendo de la tensión. El polarizador en la cámara actúa como el analizador: algunos de la luz polarizada será más en ángulos rectos, mientras que otros la luz es más paralela al eje del segundo filtro.

Ahora birrefringencia es una función de la longitud de onda: tan diferentes colores se rotará por diferentes cantidades, y será más o menos atenuada. Y esto es lo que da lugar a los colores.

Aquí está un ejemplo de una imagen de una caja de plástico con construido destaca visto a través de los polarizadores cruzados fuente:

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ACTUALIZACIÓN - ¿por dispersión de Rayleigh conduce a la luz polarizada:

En esta página web podemos leer:

El ejemplo más común de dispersión de Rayleigh es la dispersión de la radiación visible del Sol por átomos neutros (principalmente Nitrógeno y Oxígeno) en la atmósfera superior. La frecuencia de la radiación visible es mucho menor que la típica frecuencias de emisión de Nitrógeno o átomo de Oxígeno (que se encuentran en el ultra-violeta de la banda), por lo que es sin duda el caso de que $\omega \ll \omega_0$. Cuando el Sol está bajo en el cielo, la radiación de lo que ha de recorrer una larga trayectoria a través de la atmósfera antes de llegar a nosotros. Bajo estas circunstancias, la dispersión de la luz solar directa por los átomos neutros en la atmósfera se vuelve más notable

En la dispersión de Rayleigh, los electrones alrededor de un átomo son una impulsada oscilador armónico simple: clásicamente, usted puede pensar en él como una nube negativa que puede moverse con respecto a un buen centro, y si se pudiera desplazar, que vibra alrededor de su posición de equilibrio con una cierta frecuencia $\omega_0$. Ahora, cuando se excitan esta nube con una transversal de la señal eléctrica (onda EM, como la luz) que se emiten luz principalmente en ángulo recto con el eje de la excitación - de hecho hay un $\left(\frac{\omega}{\omega_0}\right)^4\sin^2\theta$ plazo en la distribución de la intensidad. Esto nos dice que la intensidad de la luz dispersada desciende rápidamente para longitudes de onda más largas (la clave es azul) y también que cuando el sol está a su derecha, la polarización del cielo será en la dirección arriba/abajo (perpendicular a la línea desde el sol hasta el punto). Esto se explica en más detalle en esta página web en la polarización , que es también la fuente de esta animación que muestra la dirección de la polarización de que usted puede esperar:

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