Barve iz mavrice: kako risati s polarizirano svetlobo

Svetle, barvite slike, ki jih vidite na tej strani, pripadajo umetniku Austinu Wood-Komarowu. Natančneje, ne vem. V teh delih ni kapljice barve. Poleg tega so vsi materiali, iz katerih so izdelani, popolnoma prozorni in brezbarvni. Ta slika se imenuje polage, kombinacija dveh besed: polarizacija in kolaž. Nenavadno svetle, čiste, nasičene barve, ki jih vidite na sliki, so rezultat interakcije svetlobnega vira, dveh polarizirajočih filtrov in več plasti materiala, ki prepušča svetlobo. Te barve so najbližji sorodniki mavrice. Tla niso statična podoba. Eden od polarizirajočih filtrov se nenehno vrti, zaradi česar se barve slike spreminjajo in prozorno vitražno okno spremeni v živahen iridescentni kaleidoskop. Austin se v tehniki talnih oblog, ki jo je izumil, ukvarja že dolgo - od leta 1967. Danes ustvarjalni eksperimenti s polarizirano svetlobo, ne glede na to, ali ustvarja kolaže ali fotografiranje zraslih kristalov, hitro pridobivajo na priljubljenosti in pridobivajo ugled umetnosti 21. stoletja.

Razbijanje velikosti površine: 158x158 cm. Delo so poudarjene s štirimi fluorescenčnimi sijalkami od znotraj. Za razliko od drugih slik iz Austina nima vrtečega se zgornjega polarizirajočega filtra. Gledalec sam lahko filter uporablja po svojih željah.

Preprosta teorija

Svetloba, ki jo oddajajo običajni viri, kot so sonce, električna žarnica ali sveča, je kombinacija elektromagnetnih valov, katerih vektor električne napetosti niha v različnih ravninah. Takšna luč se imenuje nepolarizirana. Svetloba, pri kateri ta vektor niha le v eni ravnini, se imenuje linearno polarizirana. Dobiti ga je mogoče z nameščanjem polarizirajočega filtra na pot žarka. Če je eden nameščen poleg prvega polarizacijskega filtra, jih bo svetloba premagala le, če sta polarizacijski ravnini obeh filtrov vzporedni. Če so filtri usmerjeni pravokotno, svetloba ne more preiti.

Lastnosti polarizirajočega filtra se že dolgo uporabljajo v fotografiji in v vsakdanjem življenju. Na primer, svetloba, ki se odseva na meji dveh prozornih medijev, je vedno delno polarizirana, zato polarizirajoči foto filter učinkovito nevtralizira svetle bleščanje. Polarizirane leče v sončnih očalih pomagajo motoristom, da se spopadejo z zaslepljujočim sijajem mokrega asfalta, smučarji in deskarji pa s sončno svetlobo, ki se odbija od snega. Končno sodobni LCD zasloni delujejo na učinek polarizacije: tekoči kristali, ki polarizirajo svetlobo, spremenijo svoj položaj glede na polarizacijsko podlago in s tem prilagodijo svetlost vsake točke. Lastnost kristalov, da polarizirajo svetlobo, smo dolžni uporabljati polarizacijo povsod. Večina polarizacijskih filtrov in filmov je plast celuloznega acetata, ki vsebuje veliko majhnih kristalov, pravilno usmerjenih v času izdelave filtrov z uporabo električnega polja.

Mojstrski razred za osebe, ki gledajo brez oči. Lahko sledite zgledu Austina Wood-Komarowa in neodvisno eksperimentirate z aplikacijami v polarizirani svetlobi. Najprej boste morali dobiti sam polarizacijski film. Komercialno je na voljo za laboratorijsko uporabo. Poleg filma potrebujete še par očal, okvir za fotografije in svetilko. Torej bo prvi kozarec služil kot predmetna miza. Pod njo je treba postaviti žarnico in nanjo polarizirati folijo. Položite drugi kozarec skupaj z drugim filmom v okvir - dobite priročen zgornji filter, ki ga lahko postavite na vrh slike in zavrtite. Začnite eksperiment s preprostim zmečkanim celofanom - presenečeni boste, kako bizarne večbarvne slike lahko ustvarijo zahvaljujoč prekrivanjem in notranjim stresom. Za predogled nastalih slik lahko uporabite tudi očala s polariziranimi lečami. Mimogrede, napetosti (napetost, stiskanje) prozornih materialov se obarvajo v polarizirano svetlobo in ta učinek se že dolgo uporablja v industriji za odkrivanje napak in analizo napetosti v prozornih materialih.

Prozorne snovi so optično izotropne in anizotropne. Optične lastnosti (indeks loma, stopnja absorpcije, disperzija) izotropnih snovi niso odvisne od smeri širjenja svetlobe. Takšne snovi vključujejo amorfne snovi (na primer steklo), pa tudi kristale s kubično kristalno rešetko.

Hišni oblaki Berndnaut Smilde: umetna narava

Optične lastnosti anizotropnih kristalov so odvisne od smeri širjenja svetlobe, njene valovne dolžine in polarizacije. Različni absorpcijski koeficienti, odvisno od valovne dolžine in smeri polarizacije, vodijo v pleokrokizem - drugačno barvo kristalov, če gledamo iz različnih smeri. Na primer, apatitni kristal je videti svetlo rumen vzdolž optične osi (osno obarvanje) in zeleno pravokotno nanj (osnovna obarvanost).

Pri številnih kristalih opazimo tudi dvofrekvenco - razpad svetlobe na dva snopa, polarizirana v pravokotni smeri. V kombinaciji z disperzijo (odvisnost indeksa loma od valovne dolžine) to vodi v drugačno barvo kristalov, ko jih opazimo v polarizirani svetlobi.

Umetnica v sončnih očalih

Torej, Austin ne deluje s čopičem. Njeno glavno delovno orodje je oster rezalnik, s katerim izrezuje figure iz listov prozornega celofana. Ta prozorni material ima optično anizotropijo - pri izdelavi filma iz viskoze se raztegne in dolge molekule se vrstijo v verigah.

Easel Austin - lahka miza, ki daje enakomerno osvetlitev na celotnem območju in na njej položeni polarizirajoči film. Po končanem delu bo delo prekril drug polarizacijski filter, videl pa ga bo s prostim očesom. V postopku ustvarjanja slike Austin dela z očali s polarizirajočimi lečami. In za neuveščenega gledalca je nedokončan polarizirajoči kolaž videti kot povsem bela pločevina.

Austin postavi številke na mizo in za vsako sliko izbere število slojev celofana. Smer polarizacije oddane svetlobe in s tem barva umetniškega elementa sta odvisni od števila plasti. Za eno delo Austin izreže sto, če že ne tisoče, številk.

Smerne svetlobe Fotografije jasno prikazujejo, kako brezbarven kristal fluorapatita, nameščen med dvema filtroma s pravokotnima ravninama polarizacije, pridobi svetlo raznoliko barvo.

Končano delo Austin Wood-Komarow je lahka podlaga, ki se nahaja drug na drugem, spodnji polarizirajoči film, dejanski nanos večplastnega celofana in zgornji polarizacijski film. Austinovo delo ni statično. Na primer, zgornji filter lahko poganja električni motor s hitrostjo približno dveh vrtljajev na minuto. Gledalca vabimo, da opazuje, kako se elementi slike spreminjajo gladko, sinhrono in domišljijsko, bleščeče z vsemi barvami mavrice. Austin nekaj del pusti brez zgornjega filtra, tako da lahko gledalci vidijo, kako izgleda popolnoma pregledna aplikacija. Zaradi različnega števila slojev celofana na različnih grafičnih elementih ta dela pridobijo spektakularen relief. Po uživanju v neokrnjeni lepoti lahko gledalec prevzame polarizacijski filter in uživa v polnobarvnih tleh, se igra z barvami in oblikami, premika in obrača orodje.

Austinova dela so stalno na ogled v muzeju znanosti v Bostonu, muzeju naravoslovja in znanosti v Albuquerqueu in mestecu znanosti in industrije v Parizu. Austin prodaja majhna barvita tla preko interneta. Lahko jih vidite na njeni spletni strani.


V žarkih računalnika

Mikroskopski kristali niso edini predmeti, ki dobro izgledajo v polarizirani svetlobi. Morda boste eksperimentirali z makro predmeti, za katere ne potrebujete mikroskopa. Vse, kar je potrebno, je kamera s polarizacijskim filtrom in polariziranim svetlobnim virom. Klasične različice takšnih virov so svetilka, prekrita s polarizirajočo folijo, ali filmski projektor s filtrom iz kamere. Za začetek je monitor s tekočimi kristali odličen vir svetlobe. Zaslon preprosto prebarvajte z belo barvo in dobili boste odlično svetilko, katere žarki s CD-ja v svetlih barvah vam bodo povedali o njenih notranjih napetostih.

Kristalna slika

Modni hobi sodobnih fotografov - fotografiranje kristalov v polarizirani svetlobi - uporablja isti princip interakcije med kristalom in dvema filtroma. Le v tem primeru je narava sama umetnica. Pred nami se pojavijo kristali različnih velikosti in oblik v najbolj nepričakovanih barvah. V tem primeru dva enaka kristala, torej dve identični fotografiji v naravi ne obstajata.


Kako rastejo kristali

To je dokaj preprost postopek. Potreboval bo: vodo, snov, iz katere bomo gojili kristale (primerna je sol, aluminijev-kalijev alum ali bakrov sulfat), pa tudi kos niti, kos žice in odprta posoda, na primer kozarec ali kozarec.

Najprej morate pripraviti rahlo nasičeno raztopino snovi v vodi. Na primer, bakrov sulfat (pentahidratni bakrov sulfat) - ima čudovito modro barvo in rombične kristale. Če želite to narediti, vodo rahlo segrejte in tam dodajte vitriol, dokler se ne preneha raztapljati. Po tem ločeno čisti raztopino ločimo od oborine, tako da jo nalijemo v kozarec ali kozarec. Na vrh postavimo kos žice kot prečko, na katero pritrdimo nit s potopilnikom (na primer majhno matico), potopljenim v raztopino. Kozarec postavite na toplo mesto. Po nekaj dneh bo del vode izhlapel in na nitki in matici bo nastalo veliko majhnih kristalov. Postopoma rastejo (morda boste morali v kozarec dodati nasičeno raztopino). Če želite zrasti en velik kristal, lahko odvečne kristale očistite iz niti, pri čemer pustite le enega kot "seme", in nato nadaljujete z rastjo. V nekaj tednih lahko zrastete kristal v velikosti nekaj centimetrov.

Fotografiranje kristalov v polarizirani svetlobi je tehnično zapletena oblika fotografije. Najprej bo potreben mikroskop z adapterjem za kamero in sama kamera s polarizacijskim filtrom (ali polarizacijskim mikroskopom). Žarnica za zdravilo bo morala biti opremljena tudi s filtrom. Najtežje je dobiti kristale, primerne za fotografiranje. Tanko naj pokrijejo površino tobogana.

Kristale lahko dobimo z izhlapevanjem raztopine ali hlajenjem taline. V prvem primeru se kapljica nasičene raztopine snovi (lahko je namizna sol ali bakreni sulfat) nanese na stekleno stekelce, pokrijemo z drugim kozarcem in pustimo nekaj ur. V drugem primeru je na steklo postavljeno trdno snov (na primer citronska kislina), ki jo segrevamo na likalniku ali peči. Staljena snov je prekrita z drugim kozarcem. Pomembno je izbrati trenutek, ko je snov že postala tekoča, vendar se v njej še niso pojavili mehurčki.

Kristali lahko v naslednjih dneh ali celo tednih spremenijo svojo obliko in strukturo. Z njimi lahko izvedete veliko eksperimentov - sami zmešate soli ali kristale, položite različne oblike na stekleno stekelce, prelomite in praskate drogo v iskanju novih obrazov. Število različnih fotografij je omejeno le z domišljijo in potrpežljivostjo fotografa.

Članek "Barve iz mavrice: kako risati s polarizirano svetlobo" je bil objavljen v reviji Popular Mechanics (št. 2, februar 2009). Vam je članek všeč?

Naročite se na novice in spremljajte najzanimivejše in koristne novice. V redu Strinjam se s pravili spletnega mesta Hvala. Na vaš e-naslov smo poslali potrditveno sporočilo.

Priporočena

Vožnja s kolesom pozimi: 5 preprostih pravil iz osebnih izkušenj
2019
Zakaj imajo živali spolne celice "v rezervi", rastline pa ne?
2019
Prilagodljiva optika: kako videti zvezde na nebu?
2019