Кіріспе

Оптикалық белсенді материал

Polaroid синтетикалық пластик табағы – Polaroid корпорациясына тиесілі сауда белгісі және поляризатор немесе поляризациялық сүзгі ретінде қолданылатын бренд атауы. "Полароид" термині 1960 жылдардың басында осы корпорация өндірген, "дамыған фотосуреттерді" шығаратын патенттелген пленкалар мен камералар таныстырылған кезде кеңінен қолданысқа енді.

Патент

1929 жылы патенттелген және 1932 жылы Эдвин Х. Лэнд дамытқан бастапқы материал, мөлдір нитроцеллюлоза полимерлік пленкаға енгізілген йодхинин сульфатының (герапатит) көптеген микроскопиялық кристалдарынан тұрады. Ине тәрізді кристалдар пленка дайындалатын кезде созу арқылы немесе электр немесе магниттік өрістер қолдану арқылы бағытталдырылады. Кристалдар бағытталған кезде, парақ дихроизмдік қасиетке ие болады: ол кристалдардың бағытына параллель поляризацияланған жарықты сіңіретін, ал оған перпендикуляр поляризацияланған жарықты өткізіп жіберетін болады. Электромагниттік толқынның (мысалы, жарықтың) электр өрісі оның поляризациясын анықтайды. Егер толқын полярлы пластинадағыдай кристалдардың қатарымен әрекеттессе, кристалдар қатарына параллель бағыттағы кез келген өзгеретін электр өрісі осы қатар бойымен ток ағынына себеп болады. Бұл токпен қозғалған электрондар басқа бөлшектермен соқтығысып, жарықты алға-артқа қайта шығарады. Бұл кіріс толқынның бейтараптандырылуына және парақ арқылы өтуінің азаюына немесе тоқтауына әкеледі. Электр өрісінің кристалдар қатарына перпендикуляр компоненті электрондарда аз қозғалыс тудырады, себебі олар жақтан-жаққа көп жылдамдықпен қозғала алмайды. Бұл өрістің перпендикуляр компонентінде аз өзгеріс болады дегенді білдіреді, нәтижесінде жарық толқынының кристалдарға перпендикуляр поляризацияланған бөлігі ғана өтеді, сондықтан материалды жарық поляризаторы ретінде қолдануға болады. Бұл материал J парағы деп аталды, кейіннен 1938 жылы Лэнд ойлап тапқан жақсартылған H парағымен алмастырылды. H парағы - йодпен сіңірілген поливинил спирті (PVA) полимері. Дайындау кезінде PVA полимерлік тізбектері материалдағы бағытталған сызықтық молекулалардың массивін құратындай етіп созылады. Иод қоспасы PVA молекулаларына байланысып, оларды тізбек бойымен өткізгіш етеді. Тізбектерге параллель поляризацияланған жарық сіңіріледі, ал тізбектерге перпендикуляр поляризацияланған жарық өткізіледі. Polaroid-тің тағы бір түрі - K парағы поляризаторы, ол PVA-ны кептіру арқылы алынған PVA полимеріндегі бағытталған поливинилен тізбектерінен тұрады. Бұл поляризатор материалы ылғал мен жылуға жоғары төзімді.

Қолданбалар

Поляризациялық қабаттар сұйық кристалды дисплейлерде, оптикалық микроскоптарда және күн көзілдіріктерінде қолданылады. Поляроид қабаты дихроялық болғандықтан, ол бір поляризация жазықтығындағы жарықты сіңіреді, сондықтан күн көзілдіріктері, мысалы, терезелер мен су беттері сияқты жазық беттерден шағылысқан жартылай поляризацияланған жарықты азайтады. Олар сондай-ақ полистирол немесе поликарбонаттан жасалған мөлдір пластик бұйымдардағы тізбектік бағдарлануды анықтау үшін де қолданылады. Поляроид полярландырушы арқылы өтетін жарықтың қарқындылығы Малус заңымен сипатталады. Поляроидтер – поликарбонат қосылыстарынан жасалған материалдар.