Номер 5, страница 153, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Башарулы, Шункеев

5. Почему защитные стекла, сделанные из поляризующих материалов, имеют явные преимущества по сравнению со стеклами, действие которых зависит просто от поглощения света?

5. Преимущества защитных стекол из поляризующих материалов по сравнению со стеклами, просто поглощающими свет, обусловлены их принципиально разным механизмом действия, который нацелен на устранение конкретной проблемы — ослепляющих бликов.

Естественный солнечный свет является неполяризованным, то есть векторы напряженности электрического поля световых волн колеблются хаотично во всех направлениях, перпендикулярных лучу света. Однако при отражении от горизонтальных диэлектрических поверхностей, таких как поверхность воды, мокрый асфальт, снег или лобовое стекло другого автомобиля, свет становится преимущественно поляризованным в горизонтальной плоскости. Именно этот отраженный, горизонтально поляризованный свет мы воспринимаем как интенсивные, ослепляющие блики.

Обычные затемненные стекла работают по принципу простого поглощения. Они содержат красящие пигменты, которые поглощают часть световой энергии по всему спектру. Они уменьшают общую интенсивность света, попадающего в глаз, делая всю картину темнее. Однако они в равной степени ослабляют как полезный свет, несущий информацию об объектах, так и мешающие блики. Таким образом, они не улучшают соотношение "сигнал/шум" (где сигнал — это изображение, а шум — блик), и хотя дискомфорт от общей яркости снижается, четкость зрения в условиях бликов практически не улучшается.

Стекла из поляризующих материалов содержат специальный фильтр (поляризатор), который представляет собой тонкую пленку с параллельно ориентированными молекулами. Этот фильтр работает как микроскопическая решетка, которая пропускает световые волны с определенной ориентацией поляризации и блокирует волны с перпендикулярной ориентацией. В поляризационных очках ось пропускания фильтра ориентирована вертикально. В результате:

1. Свет с вертикальной поляризацией (составляющий большую часть полезного, рассеянного света от окружающих объектов) свободно проходит через фильтр.

2. Свет с горизонтальной поляризацией (то есть блики от горизонтальных поверхностей) эффективно блокируется.

Таким образом, поляризующие стекла не просто затемняют, а избирательно отсекают именно ту составляющую света, которая вызывает ослепление и мешает зрению. Это дает им явные преимущества:

• Устранение бликов: Главное преимущество. Устранение отражений от воды, дороги и других поверхностей кардинально повышает зрительный комфорт и безопасность (например, при вождении).
• Повышение контрастности и четкости: За счет устранения "светового шума" от бликов изображение становится более четким, а цвета — более насыщенными и естественными.
• Снижение утомляемости глаз: Отсутствие необходимости постоянно щуриться и напрягать зрение для борьбы с бликами позволяет глазам оставаться расслабленными, что особенно важно при длительном нахождении на ярком солнце.

Ответ: Защитные стекла из поляризующих материалов имеют преимущество, так как они не просто равномерно ослабляют весь световой поток, а избирательно блокируют горизонтально поляризованный свет, который является причиной ослепляющих бликов от горизонтальных поверхностей (воды, мокрого асфальта). Это приводит к качественному улучшению зрения: устраняются блики, повышается контрастность и четкость изображения, снижается утомляемость глаз. Обычные затемненные стекла на это не способны.