편광

쉽게 말하면

이렇게 나타납니다

1. 예시 1
   편광판 두 장을 겹치고 돌려 보기
   $$I=I_0{\cos }^2\theta$$
   두 편광판의 축이 나란하면($\theta =0°$) 밝게 보이고, 돌릴수록 어두워지다가 수직이 되면($\theta =90°$) 거의 완전히 캄캄해집니다. $\theta =45°$일 때는 ${\cos }^{2}45°=\frac{1}{2}$이므로 세기가 절반이 됩니다.
2. 예시 2
   직교한 두 편광판 사이에 세 번째를 끼우면 빛이 다시 새어 나온다
   축이 수직인 두 편광판은 빛을 완전히 막습니다. 그런데 그 사이에 $45°$로 기울인 편광판을 하나 더 끼우면 빛이 통과합니다. 막는 물건을 하나 더 넣었는데 밝아지는 셈이라 모순처럼 보이지만, 편광판은 걸러내기만 하는 체가 아니라 통과한 빛의 진동 방향을 자기 축 방향으로 바꿔 내보내기 때문입니다. 세기는 $I_0\times {\cos }^{2}45°\times {\cos }^{2}45°=\frac{1}{4}{I}_0$가 됩니다(첫 편광판을 지난 뒤의 세기를 $I_0$로 볼 때).
3. 예시 3
   편광 선글라스가 수면의 눈부심을 지우는 이유
   물이나 아스팔트에서 비스듬히 반사된 빛은 반사면과 나란한 방향, 즉 수평 방향으로 우세하게 편광됩니다. 그래서 투과축을 세로로 둔 선글라스를 쓰면 이 반사광이 크게 줄어 물속이 들여다보입니다. 선글라스를 낀 채 고개를 $90°$ 기울이면 눈부심이 다시 살아나는 것으로 확인할 수 있습니다.

순서대로 하면

1. 1들어오는 빛이 자연광인지 이미 편광된 빛인지부터 구분합니다.
2. 2자연광이 첫 편광판을 지날 때는 각도와 무관하게 세기를 절반으로 줄이고, 나온 빛의 편광 방향을 그 편광판의 투과축으로 바꿔 적습니다.
3. 3그다음부터는 편광판을 만날 때마다 '직전 빛의 편광 방향'과 '이번 투과축'이 이루는 각 $\theta$를 구합니다.
4. 4$I\to I{\cos }^2\theta$로 세기를 줄이고, 빛의 편광 방향을 이번 투과축으로 갱신합니다.
5. 5편광판이 여러 장이면 2~4단계를 순서대로 반복합니다. 각도는 항상 '바로 앞 편광판'을 기준으로 잰다는 점에 주의합니다.

자연광과 편광된 빛

자주 하는 오해

자주 묻는 질문