Polarisationsfilter
thumb|Polarisationsfilter für Kamera-Objektiv
Ein Polarisationsfilter (kurz auch Polfilter) ist ein optisch transparentes Medium, das nur elektromagnetische Wellen, i.a. Licht, einer bestimmten Polarisation durchlässt.
Wirkungsweise
Licht stellt eine elektromagnetische Welle dar, die transversal (also senkrecht) zur Ausbreitungsrichtung schwingt. Hierbei kann es in allen möglichen Richtungen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung schwingen. Polarisiertes Licht hingegen schwingt nur noch in eine ganz bestimmte, zur Ausbreitungsrichtung senkrechte Richtung. Unpolarisiertes Licht lässt sich als Überlagerung mehrerer polarisierter Teilwellen auffassen.
Ein Polarisationsfilter blockiert nun Licht einer bestimmten Polarisation, also Licht, das in genau einer bestimmten Richtung schwingt. Ein Polarisationsfilter lässt nur Licht hindurch, welches in der Polarisationsebene des Filters liegt. Dem zufolge ist das Licht, welches den Polarisationsfilter verlässt, immer polarisiert.
Man unterscheidet zwischen linearen und zirkulären Polarisationsfiltern, je nach Art der Polarisation der ausfallenden Lichts: Beim linearen Polarisationsfiltern ist das ausfallende Licht immer Licht einer bestimmten Polarisation, es schwingt also in genau einer Richtung und wird linear polarisiertes Licht genannt. Bei zirkulären Polarisationsfiltern wird das linear polarisierte Licht wieder so "durcheinandergewirbelt", dass es dann zwar noch in einer Polarisationsrichtung schwingt, diese sich jedoch um die Ausbreitungsachse dreht. Dies wird erreicht, indem das Licht nach der Polarisation durch ein so genanntes λ/4-Plättchen gesendet wird, welches für verschieden polarisiertes Licht verschiedene Ausbreitungsgeschwindigkeiten hat.
Anwendungen
- Polarisationsfilter werden in wissenschaftlichen Instrumenten, z. B. Mikroskopen, benutzt, um Strukturen deutlicher hervortreten zu lassen.
- In Polarimetern werden zwei Polarisationsfilter zur Messung der optischen Aktivität organischer Stoffe verwendet.
- Für die Projektion von 3D-Filmen werden zwei Projektoren mit vorgesetzten Polarisationsfiltern verwendet. Die Polarisationsebenen sind dabei um 90° gegeneinander gedeht. Bei den projezierten Bildern handelt es sich um Aufnahmen, von zwei verschiedenen Punkten aufgenommen wurden. Der Zuschauer betrachtet diese mit einer Brille, die ebenfalls aus zwei, gegen einander geneigeen, Polfiltern besteht. Dadurch sieht jedes Auge ein unterschiedliches Bild und ein räumlicher Eindruck entsteht
- In der Fotografie kann ein Polarisationsfilter unerwünschte Reflexionen von glatten, nichtmetallischen Oberflächen (z.B. Wasser, Glas) unterdrücken. Licht, welches an solchen Flächen reflektiert wird, wird nämlich bei der Reflexion polarisiert, wenn der Ausfallswinkel etwa 30° bis 40° beträgt, also nahe dem Brewsterwinkel liegt. Wenn der Polarisationsfilter geeignet ausgerichtet ist, werden die reflektierten Lichtwellen unterdrückt, so dass der unpolarisierte Hintergrund nicht von den Reflexionen überstrahlt wird. So ist es z.B. möglich, störende Reflexionen auf Fensterscheiben oder Wasseroberflächen auszublenden.
- Das Blau eines wolkenlosen Himmels ist ebenfalls polarisiert. Durch einen Polarisationsfilter kann ein Großteil des hellen Himmels zurückgehalten werden, so dass der Himmel auf dem Foto dunkler und somit kräftiger in seiner Farbe erscheint. Weiße Wolken treten deutlicher vor dem blauen Himmel hervor.
- Konstruktionsbedingt erfordern Kameras mit TTL-Belichtungsmessung und Autofokus häufig den Einsatz eines zirkulären Polarisationsfilters.
- Alle modernen Displays wären ohne Polarisationsfilter undenkbar, da nur durch ihren Einsatz der notwendige Kontrast geschaffen werden kann.
Beispiel
Im folgenden Beispiel wurde das Motiv zuerst ohne Polfilter und unmittelbar danach mit Polfilter fotografiert. Wie deutlich zu erkennen wirken Himmel und Meeresoberfläche durch den Polfilter wesentlich gesättigter und der Kontrast nimmt deutlich zu.
Bild:Kroatien_ohne_polfilter2.jpg Bild:IMG_7720_ohne-pol.JPG
Bild:Kroatien_mit_polfilter2.jpg Bild:IMG_7721_mit-pol.JPG