Polfilter - Warum nur an nichtmetallischen Oberflächen wirksam?

[Fotoknilch]

Hallo,

nein, dies ist kein Thread vom Thema: "Wofür nehme ich einen Polfilter" etc. davon gib es ja genug

Mich interessiert die physikalische Grundlage dessen warum ein Polfilter nur an nichtmetallischen Oberflächen Polarisationen entfernen kann. An metallischen Oberflächen ist dieser Effekt nicht festzustellen.

Unter Wikipedia steht unter Polfilter zu metallische Oberflächen auch nur: "Unerwünschte Reflexionen an metallischen Oberflächen können beim Einsatz von Kunstlicht durch den Einsatz von Polarisationsfiltern an der Kamera und an den Beleuchtungskörpern unterdrückt werden." Wieso funktioniert ein Polfilter an metallischen Oberflächen nur wenn das Licht bereits polarisiert ist?

Hat hierzu jemand mehr Informationen?

 

[Smartfish]

AW: Polfilter - Warum nur an nichtmetallischen Öberflächen wirksam?

Naja, auf der Wikipedia Seite steht schon alles, was Du wissen möchtest. Nur vielleicht
etwas zu gut versteckt

Ein Polfilter benötigt immer polarisiertes Licht, um zu funktionieren, da er Licht einer bestimmten
Polaristion (durch Drehen eingestellt) rausfiltert. Freundlicherweise polarisiert nun Wasser das Licht
sehr stark, daher funktioniert hier der Polfilter sehr gut. Metall polarisiert Licht leider nicht, also
kann der Filter hier nichts ausrichten.

Die einzige Chance gegen metallische Reflexionen ist also, das Metall mit bereits polarisiertem Licht
zu beschicken ... nunja, meine Experimente mit einem Blitzgerät vor einer Wasserschüssel waren
übrigens nur bedingt brauchbar, da man die Schüssel irgendwie nicht senkrecht stellen konnte...

Grüße,,
Martin

 

[Commander Roder]

unpolarisiertes Licht, das von einem metallischen objekt in richtung objekitv fällt, müßte man dann aber doch wenigstens etwas abschwächen können mit dem Polfilter?

 

[Oceanborn]

Die Reflexionen kannst du nicht abschwächen, wohl aber die Intensität. Das macht sich dann im "Blendenstufenverlust" bemerkbar.

Dafür tuts aber auch ein Graufilter.

 

[Blumeundbiene]

Dann frage ich mal etwas weiter: Warum polarisiert Wasser und Metall nicht?

 

[KarstenWL]

AW: Polfilter - Warum nur an nichtmetallischen Öberflächen wirksam?

... nunja, meine Experimente mit einem Blitzgerät vor einer Wasserschüssel waren
übrigens nur bedingt brauchbar, da man die Schüssel irgendwie nicht senkrecht stellen konnte...

Schon mal mit einfrieren versucht?

 

[Blumeundbiene]

Man könnte auch einen alten, nicht zirkularen Polfilter (bzw. einen zirkularen falsch herum) vor den Blitz halten. Meine Frage interessiert mich aber trotzdem

 

[Florian T.]

Das Licht besteht aus versch. Wellen (die vielen Farben).
Diese Wellen haben Amplituden (kann man sich wie eine Sinuskurve vorstellen). In "weißem" Licht kommen jetzt amplituden an der Wasseroberfläche an, die ohne weiteres durchdringen können (guckt man von der Seite auf den Wasserbehälter und stellt sich die Welle vor, dann sind die Amplituden nach oben und unten) Die Wellen, deren Amplituden aus gleichem Blickwinkel nach hinten und vorne gehen, werden reflektiert.

Ein Polfilter ist ein optisches Gitter. Wenn dieses Gitter jetzt mit den Spalten senkrecht ausgerichtet ist, dann kann die reflektierte Welle mit den, aus diesem Blickwinkel, Amplituden links rechts nicht durch. Es werden nur die Komponente der Welle durchgelassen, die in Spaltrichtung liegt, in dem Fall also oben unten.

Versuchsaufbau:

Wasserschüssel, Lampe von einer Seite mit etwa 45° draufleuchten und du schnappst dir einen Pol-Filter und guckst gegenüber aufs Wasser, am besten auch unter dem Winkel von 45°. einen cir. Polfilter kannst du dann verdrehen und entsprechend einstellen, sodass die Oberfläche nicht mehr spiegelt.


Die Erklärung ist stark gekürzt, aber hoffentlich verständlich...

 

[Blumeundbiene]

Das hilft mir nicht sonderlich weiter, sorry. Ich weiß was polarisiertes Licht ist und wie ein Polfilter funktioniert, aber nicht warum Wasser Licht polarisiert und Metall nicht.

 

[[mTm]]

Das hat mit der Atomgitterstruktur von Metallen zu tun!
Metalle absorbieren Licht auch sehr stark (Stichwort Skin Tiefe) und polarisieren Licht auch, allerdings elliptisch.
Das kannst du alles im physischen Formalismus sehr schön beweisen, ob du das allerdings dann verstehst, wage ich einfach mal zu bezweifeln

 

[PhotoPhoibos]

AW: Polfilter - Warum nur an nichtmetallischen Öberflächen wirksam?

Die einzige Chance gegen metallische Reflexionen ist also, das Metall mit bereits polarisiertem Licht
zu beschicken ...

Grüße,,
Martin

Noch ein Tipp zum polarisierten Licht: Damit wirklich alle Reflexe getilgt werden, müssen beide Filter um neunzig Grad versetzt sein. Das erkennt man, wenn eine zweite Person einen Spiegel unmittelbar vor das Objekt hält und man durch den Sucher über den Spiegel den Filter vor der Lichtquelle schwarz sieht. Bei mehreren Lichtquellen muss man das mit jeder Lichtquelle nacheinander so einstellen, wobei der Polfilter vor der Kamera unverändert bleibt.

Das ist eine Menge Aufwand. Ich habe das allerdings einmal mit zwei Blitzen erfolgreich bei der Reproduktion eines verglasten Bildes realisiert. Das waren (zu Analogzeiten) natürlich alles Linearfilter, aber mit zirkularen sollte das ebenfalls gehen.

Mir hat damals ein Physiker erklärt, dass man damit nicht nur alle metallischen Reflexe wegbekäme, sondern beispielsweise auch Zigarettenrauch in Kneipen. Das habe ich allerdings nicht ausprobiert.

Immer gutes Licht

PhotoPhoibos.

 

[Blumeundbiene]

@[mTm]: Versuch es doch mal

 

[[mTm]]

Das ist mindestens Physik ~3-4 Semester wenn ich mich dunkel zurück erinnere.

Du untersuchst den Übergang von Licht in Luft und Licht in absorbierenden Materialien, das ganze auch noch komplex und relativ ala: l = lr + iG.

Das ganze versucht man durch komplexe Wellenbewegungen auszudrücken, absorbierendes Medium = gedämpfte Welle.

Sollte dich das wirklich so weit interessieren, scanne ich dir gerne ein paar alte Sachen aus dem Studium ein oder ich schau mal ob Vorlesungen online sind.

Tante Edith spricht:

Kapitel 4.9 könnte hier ganz interessant sein für dich, ist auch noch "relativ" einfach und gut erklärt:
http://users.physik.tu-muenchen.de/kressier/WS00/phy34/skript/Optik3.pdf

Edit2:
Photophoibos stößt da eine lustige Tatsache an, interessant ist ja eher, warum manche Materialien licht polarisieren und eigentlich nicht, warum grade Metall das nicht tut
An dem Beispiel mit den Blitzen sieht man ganz gut, das Metall halt die Polarisierung von Licht einfach nur nicht verändert, wie zB Wasser, sondern beibehält!

 

[Licht bei der Nacht]

Bei nichtmetallischen Oberflächen gibt es ein unterschiedliches Reflexionsverhalten für den parallel und senkrecht zur Grenzfläche polarisierten Anteil des Lichts.

Bei kleinen Einfallswinkeln wird ein Teil des Lichts reflektiert und ein anderer dringt in das Material (z.B. Glas oder Wasser) ein und breitet sich dort weiter aus. Das geht aber nur, wenn in dem Material auch ein elektrisches Feld aufgebaut werden kann (und zwar stabil, d.h. nicht exponentiell abklingend). Metalle sind elektrisch leitfähig, so dass sich kein elektrisches Feld im Innern aufbauen kann, sie reflektieren also das Licht (fast) vollständig, absorbieren also nur einen winzigkleinen Anteil (wie ein Spiegel).
(Ich weiß, dass dies eine vereinfachte Darstellung ist... )

Der Anteil des reflektierten Lichts, das parallel zur Grenzfläche polarisiert ist, nimmt mit größer werdenden Einfallswinkel zunächst ab und sinkt sogar bis auf Null (beim sog. Brewster-Winkel).
Ist der Einfallswinkel gleich dem Brewsterwinkel, ist das reflektierte Licht sogar total polarisiert, da der parallel polarisierte Anteil nicht reflektiert wird. Jetzt kann mit einem Polfilter das reflektierte Licht komplett "gelöscht" werden.
Diesen Winkel muss man in der Praxis allerdings nicht exakt einhalten, da in einem gewissen Bereich um diesen Winkel das reflektierte Licht fast linear polarisiert ist, weil der zur Grenzfläche parallel polarisierte Anteil nur sehr gering ist.

In der Praxis verhalten sich übrigens lackierte Metalloberflächen (z.B. Autos) wie nichtmetallische Oberflächen

http://de.wikipedia.org/wiki/Fresnelsche_Formeln
http://de.wikipedia.org/w/index.php...-Grenzfläche.png&filetimestamp=20080714035510
http://de.wikipedia.org/wiki/Brewster-Winkel

 

[KarstenWL]

Hi Blumeundbiene,

ich habe mal etwas gegoogelt. So wie ich es verstanden habe entsteht polarisiertes Licht an Oberflächen in die das Licht eindringen kann. Ganz platt ausgedrückt bedeutet das, dass ein Teil im Material verschwindet weil die Atome zum schwingen angeregt werden und atomare Dipole entstehen, die in der Polrisationsrichtung schwingen. Der Strahl, der außerhalb des Einfallswinkels liegt wird reflektiert. Diesen kannst du dann mit deinem Polfilter "wegdrehen".
In Metall dringt nix ein und folglich....

HIER gibts mehr Infos zum Knoten ins Gehirn machen

 

[WinSoft]

Kurz und bündig:
1) Entscheidend für den "Poleffekt durch Reflexion" ist der elektrische Feldvektor! Aha!

2) Dieser wird bei elektrisch gut leitenden Materialien quasi kurzgeschlossen. Damit keine Polarisation an Metallen!

P.S.: Zwar etwas salopp ausgedrückt, trifft aber wohl den Kern der Sache...

 

[Strongheart]

Das hilft mir nicht sonderlich weiter, sorry. Ich weiß was polarisiertes Licht ist und wie ein Polfilter funktioniert, aber nicht warum Wasser Licht polarisiert und Metall nicht.

http://de.wikipedia.org/wiki/Fresnelsche_Formeln

Die praktische Konsequenz aus diesen Formeln ist, daß Gegenstände aus Dielektrischen Materialien das Licht teilweise polarisieren, und der Polarisationsgrad und -Richtung vom Einfallswinkel des Lichtes und der Orientierung der Oberfläche abhängen. Z.B. reflektiert eine horizontale Wasserfläche vorwiegend waagerecht polarisiertes Licht. Um dieses Licht zu unterdrücken, kann man einen Pol- Filter, der so orientiert ist, daß er nur den senkrecht polarisierten Anteil durchläßt, vor die Kamera oder das Auge setzen.
Vollständige Polarisation des Reflexes tritt nur bei einem bestimmten Einfallswinkel auf; deshalb der Pol-Filter die Reflexe meist nur teilweise herausfiltern. Liegt die Fläche nicht waagerecht, wird die Polarisation eine andere Richtung haben - deshalb sind die Polfilter drehbar ausgeführt.
Dreht man den Pol-Filter entsprechend, kann man den Reflex relativ sogar verstärken .
Metalle sind keine Dielektika, deshalb gilt obiges nicht.

 

[messenger]

........

2) Dieser wird bei elektrisch gut leitenden Materialien quasi kurzgeschlossen. Damit keine Polarisation an Metallen!

P.S.: Zwar etwas salopp ausgedrückt, trifft aber wohl den Kern der Sache...

Upps. Heißt das, daß salziges Meerwasser weniger polarisiert als Süßwasser

Gruß messi