Как свет выбирает направление
Свет — это электромагнитная волна: её поле колеблется, и у этих колебаний есть направление. У обычного света множество направлений смешаны. Поляризационный фильтр действует как решётка для колебаний: пропускает составляющую, направленную вдоль его оси, а поперечную ослабляет.
После первого фильтра свет становится поляризованным — его колебания преимущественно выстроены вдоль одной оси. Фильтр не превращает свет в другой вид энергии; он отсекает часть волн, поэтому уже после первого шага поток становится слабее.
Почему второй фильтр гасит свет
Когда оси двух фильтров совпадают, второй пропускает большую часть того света, который прошёл через первый. Но при повороте второй оси он пропускает только ту часть колебаний, которая направлена вдоль новой оси. Чем больше угол между осями, тем меньше эта составляющая.
При повороте на 90 градусов оси оказываются поперёк друг друга: колебания после первого фильтра не имеют составляющей вдоль оси второго. Поэтому идеальная пара фильтров полностью перекрыла бы свет. В реальности фильтры несовершенны, а часть света может рассеиваться или проходить иными путями, так что остаётся слабый остаток.
Свет не исчезает вокруг
Затемнение возникает только на пути света через оба фильтра. Комната не становится темнее: второй фильтр не «отнимает» свет у окружающего пространства, а пропускает меньше света в конкретном направлении. Повернуть фильтр — значит изменить, какие колебания способны пройти дальше. Поэтому пара поляризаторов может выглядеть как управляемый световой затвор: четверть оборота превращает почти прозрачный участок в почти чёрный.
