Поляризация в солнцезащитных очках¶

Поляризация — оптическое свойство линз солнцезащитных очков, обеспечивающее фильтрацию отражённого от горизонтальных поверхностей света и снижение блёсток (бликов). Поляризационный фильтр пропускает только световые волны, колеблющиеся в одной плоскости, и задерживает остальные, что повышает контрастность зрения и снижает зрительное утомление в условиях яркого солнца.

¶Природа поляризации света

Свет — поперечная электромагнитная волна, электрическая компонента которой колеблется перпендикулярно направлению распространения. В обычном (неполяризованном) свете векторы колебаний ориентированы случайным образом во всех плоскостях, перпендикулярных лучу. При отражении от гладких горизонтальных поверхностей — воды, мокрого асфальта, снега, металла — часть волн, колеблющихся в горизонтальной плоскости, отражается сильнее. В результате отражённый свет становится преимущественно поляризованным в горизонтальной плоскости. Именно этот свет воспринимается глазом как ослепляющие блики, скрывающие детали изображения и снижающие контраст.

¶Устройство поляризационного фильтра

Поляризационная линза содержит тонкий слой поляризатора — обычно это плёнка из выровненных полимерных цепочек (например, поливинилового спирта), пропитанная молекулами йода. Цепочки ориентированы вертикально и пропускают только вертикально поляризованный компонент света, поглощая горизонтальный, ответственный за блики. Эффективность фильтра оценивается степенью поляризации: качественные линзы задерживают до 99 % горизонтально поляризованного света.

Поляризационный слой не следует путать с затемняющим: он работает иначе, поэтому линза может оставаться прозрачной для вертикально поляризованного света, сохраняя яркость изображения при одновременном устранении засветки.

¶Для чего применяется поляризация в очках

Основные задачи, которые решает поляризационная линза:

• Устранение бликов от воды, снега, мокрого дорожного покрытия, стёкол и металлических поверхностей.
• Повышение контраста — за счёт подавления рассеянного отражённого света объекты воспринимаются чётче и детальнее.
• Снижение зрительного утомления — глазу не приходится постоянно приспосабливаться к резким перепадам яркости.
• Более точное восприятие цветов — убирается «белая дымка» отражённого света, и естественные цвета становятся насыщеннее.

Поляризация особенно полезна водителям (мокрый асфальт и встречные фары), рыбакам и яхтсменам (видно структуру поверхности воды и подводные объекты), лыжникам и альпинистам (снег отражает до 80 % ультрафиолета и видимого света), а также туристам и любителям активного отдыха.

¶Поляризация и ультрафиолет

Поляризация и защита от ультрафиолета — независимые характеристики. Поляризационный фильтр сам по себе не гарантирует блокировку УФ-излучения: защита от ультрафиолета обеспечивается материалом линзы (поликарбонат, CR-39, стекло) и специальным покрытием. Качественные солнцезащитные очки обычно совмещают оба свойства — поляризационный слой и УФ-фильтр категории UV400, блокирующую излучение до длины волны 400 нм.

¶Ограничения и недостатки

Поляризационные линзы имеют ряд особенностей, о которых следует знать:

• Эффект затемнения экранов. Жидкокристаллические дисплеи (ЖК-экраны смартфонов, навигаторов, приборных панелей) сами поляризуют свет. При определённом взаимном расположении фильтров экран может выглядеть тёмным или полностью неразличимым. Многие производители сознательно ориентируют поляризацию своих дисплеев под углом 45°, чтобы этот эффект был менее выражен.
• Снижение общей светопропускаемости. Поляризационный слой поглощает часть света, поэтому такие линзы темнее неполяризационных при одинаковой категории затемнения.
• Невыгодный эффект при взгляде через лобовое стекло. Лобовые стёкла автомобилей из-сла пластика (ламинирование поливинилбутиратом) вносят собственную линейную поляризацию, что может усиливать или ослаблять эффект в зависимости от угла.
• Искажение восприятия некоторых поверхностей. Под водой поляризация может скрывать отражения, что полезно для наблюдения, но меняет привычную картину.

¶Как проверить поляризацию линз

Существует простой бытовой тест: надев очки, необходимо посмотреть на любой ЖК-экран (смартфон, монитор) и медленно повернуть очки на 90°. Если изображение заметно темнеет или исчезает — линза поляризационная. Дополнительно можно сравнить отражение от мокрой поверхности в очках и без них: разница в количестве видимых бликов будет заметна.

¶Поляризация и цвет линз

Поляризационный слой может сочетаться с любым оттенком линзы. Серо-зелёные линзы нейтрально передают цвета и подходят для вождения; коричневые и янтарные усиливают контраст в облачную погоду; серо-жёлтые — для сумерек. Категория затемнения (0–4) определяет общую светопропускаемость и подбирается под условия освещения: для города обычно достаточно категорий 2–3, для яркого солнца и снега — категории 3–4.

¶История

Первые поляризационные линзы для очков создал в 1929 году американский учёный и предприниматель Эдвин Лэнд, основатель компании Polaroid Corporation. Его плёнка с выровненными йодированными цепочками поливинилового спирта стала основой массового производства поляризационных очков. В СССР поляризационные очки «Электроника» выпускались с 1970-х годов и широко применялись водителями и рыбаками.

¶Источники

• Гуревич М. М. «Цвет и его восприятие» — Л.: Изд-во ЛГУ, 1980.
• Гуарески А. «Оптика очков» — М.: Медицина, 1987.
• Материалы производителей поляризационных линз (Zeiss, Essilor, Hoya).
• Статья «Polarization (waves)», Encyclopedia Britannica.