مرشح الاستقطاب (للتصوير الفوتوغرافي)

مرشح الاستقطاب ( انظر اختلافات التهجئة ) هو مرشح يُستخدم عادةً أمام عدسة الكاميرا في التصوير الفوتوغرافي لتعتيم السماء، والتحكم في الانعكاسات ، أو كبح الوهج الناتج عن سطح البحيرات أو البحر. ولأن الانعكاسات (وضوء السماء) تميل إلى أن تكون مستقطبة خطيًا جزئيًا على الأقل ، يُمكن استخدام مرشح الاستقطاب الخطي لتغيير توازن الضوء في الصورة. ويتم ضبط اتجاه دوران المرشح للحصول على التأثير الفني المطلوب.

تستخدم الكاميرات الحديثة عادةً مرشح استقطاب دائري (CPL)، والذي يتكون من مرشح استقطاب خطي يؤدي الوظيفة الفنية المذكورة آنفًا، يليه لوحة ربع موجة ، والتي بدورها تحول الضوء المستقطب خطيًا إلى ضوء مستقطب دائريًا. يُجنّب الاستقطاب الدائري مشاكل التركيز التلقائي ومستشعرات قياس الضوء في بعض الكاميرات، والتي قد لا تعمل بكفاءة باستخدام مرشح استقطاب خطي فقط.

تمت تصفيتها على اليمين، ⇢. يقوم مرشح الاستقطاب بتصفية المكون المستقطب للضوء من السماء في صورة ملونة، مما يزيد من التباين مع السحب (على اليمين).

تمت تصفيتها على اليمين، ⇢. تم ضبط المستقطب للسماح للضوء المنعكس من الماء (يسار)، وتم تدويره بمقدار 90 درجة لحجبه (يمين).

تمت تصفيتها على اليمين، ⇢. غالبًا ما تُستخدم المرشحات لتحسين مظهر النباتات.

الصورة مُفلترة على اليمين، ⇢. تأثير المُستقطِب على الضوء المُنعكس من سطح الماء. تم استخدام مُرشِّح الاستقطاب على اليمين.

صورة مُفلترة على اليمين، ⇢. صورة لحبار زجاجي بدون (يسار) ومع مرشح استقطابي (يمين)

تم ترشيح الجزء السفلي، ⬇. زجاج مقوى للنافذة الخلفية للسيارة. تظهر اختلافات إجهاد الزجاج بوضوح عند تصويره من خلال مرشح استقطابي (الصورة السفلية).

شاشة استقطاب متحركة أمام شاشة كمبيوتر مسطحة. تُصدر شاشات LCD ضوءًا مستقطبًا، عادةً بزاوية 45 درجة عن الوضع الرأسي، لذا عندما يكون محور الاستقطاب عموديًا على استقطاب الضوء الصادر من الشاشة، لا يمر أي ضوء (يظهر الاستقطاب باللون الأسود). وعندما يكون موازيًا لاستقطاب الشاشة، يسمح الاستقطاب بمرور الضوء، فتظهر بياض الشاشة.

دوران 0 درجة	دوران 30 درجة
دوران 60 درجة	دوران 90 درجة

يستقطب الضوء المنعكس من سطح غير معدني ؛ ويبلغ هذا التأثير ذروته عند زاوية بروستر ، أي حوالي 56 درجة من الوضع الرأسي للزجاج العادي. يمتص المستقطب، عند تدويره بحيث يمرر الضوء المستقطب في الاتجاه العمودي على الضوء المنعكس، جزءًا كبيرًا منه. يُقلل هذا الامتصاص من الوهج المنعكس من مصادر مختلفة، كالماء أو الطريق. كما يُقلل من الانعكاسات من الأسطح اللامعة (كالنباتات، والجلد المتعرق، وأسطح الماء، والزجاج). يُتيح ذلك رؤية اللون الطبيعي وتفاصيل ما تحت السطح بوضوح. ويمكن تقليل الانعكاسات من نافذة إلى داخل مظلم بشكل كبير، مما يسمح بالرؤية من خلالها. (يُمكن الحصول على نفس التأثير للرؤية باستخدام نظارات شمسية مستقطبة ).

بعض الضوء القادم من السماء يكون مستقطباً (تستخدم النحلات هذه الظاهرة في الملاحة ^{[ 2 ]} ). تتسبب الإلكترونات الموجودة في جزيئات الهواء في تشتيت ضوء الشمس في جميع الاتجاهات. وهذا يفسر سبب عدم وجود ظلام في السماء خلال النهار. ولكن عند النظر من الجوانب، يكون الضوء المنبعث من إلكترون معين مستقطباً تماماً. ^{[ 3 ]} لذا، يمكن الاستفادة من هذا الاستقطاب في صورة ملتقطة بزاوية 90 درجة من الشمس. في الواقع، يظهر هذا التأثير بوضوح في نطاق يتراوح بين 15° و30° عند قياسه من الاتجاه الأمثل.

يؤدي استخدام مرشح استقطابي، في الاتجاه الصحيح، إلى تصفية المكون المستقطب لضوء السماء، مما يُظلم السماء؛ أما المناظر الطبيعية أسفلها والغيوم، فستتأثر بشكل أقل، مما يُعطي صورة بسماء أكثر قتامة ودرامية، ويُبرز الغيوم. ^{[ 4 ]} تميل موجات الضوء الساقطة عموديًا إلى تقليل وضوح وتشبع بعض الألوان، مما يزيد من الضبابية. تمتص العدسة المستقطبة هذه الموجات الضوئية بفعالية، مما يجعل المشاهد الخارجية أكثر وضوحًا بألوان أعمق في العناصر مثل السماء الزرقاء والمسطحات المائية وأوراق الشجر. ^{[ 5 ]}

يتم تمييز الكثير من الضوء عن طريق الاستقطاب، مثل الضوء الذي يمر عبر البلورات كحجر الشمس (الكالسيت) أو قطرات الماء التي تُنتج قوس قزح. وينتج استقطاب قوس قزح عن الانعكاس الداخلي. تصطدم الأشعة بالسطح الخلفي للقطرة بزاوية قريبة من زاوية بروستر. ^{[ 6 ]}

يمكن تدوير مرشحات الاستقطاب لزيادة أو تقليل كمية الضوء المستقطب الداخلة. وهي مثبتة في حلقة دوارة لهذا الغرض؛ فلا حاجة لفك أو شد المرشح لتعديل التأثير. يؤدي تدوير مرشح الاستقطاب إلى إبراز قوس قزح والانعكاسات وغيرها من أشكال الضوء المستقطب أو إخفائها تقريبًا، وذلك بحسب كمية الضوء المستقطب وزاوية الاستقطاب.

تتشابه فوائد المرشحات المستقطبة في التصوير الرقمي والتصوير الفوتوغرافي التقليدي. ورغم أن برامج معالجة الصور اللاحقة قادرة على محاكاة أنواع عديدة من المرشحات، إلا أن الصورة لا تسجل استقطاب الضوء، لذا لا يمكن للبرامج محاكاة تأثيرات التحكم في الاستقطاب أثناء التعريض.

يتوفر نوعان من مرشحات الاستقطاب بسهولة، الخطي والدائري، وكلاهما يُعطي نفس التأثير في التصوير الفوتوغرافي. إلا أن مستشعرات القياس والتركيز التلقائي في بعض الكاميرات، بما فيها جميع كاميرات SLR ذات التركيز التلقائي تقريبًا، لا تعمل بكفاءة مع مرشحات الاستقطاب الخطي، لأن فواصل الشعاع المستخدمة لفصل الضوء للتركيز والقياس تعتمد على الاستقطاب. كما أن الضوء المستقطب خطيًا قد يُعيق عمل مرشح منع التعرج (مرشح الترددات المنخفضة) على مستشعر الصورة.

تتكون مرشحات الاستقطاب الدائري للتصوير الفوتوغرافي من مستقطب خطي في الأمام، ولوحة ربع موجة في الخلف. تقوم لوحة ربع الموجة بتحويل الاستقطاب المحدد إلى ضوء مستقطب دائريًا داخل الكاميرا. يعمل هذا مع جميع أنواع الكاميرات، لأن المرايا ومقسمات الشعاع تقسم الضوء المستقطب دائريًا بنفس طريقة تقسيمها للضوء غير المستقطب. ^{[ 7 ]}

يمكن التمييز بسهولة بين مرشحات الاستقطاب الخطية ومرشحات الاستقطاب الدائرية. ففي مرشحات الاستقطاب الخطية، يعمل تأثير الاستقطاب (قم بتدوير المرشح لرؤية الاختلافات) بغض النظر عن الجهة التي يُنظر منها إلى المشهد. أما في مرشحات الاستقطاب الدائرية، فيعمل تأثير الاستقطاب عند النظر إلى المشهد من الجهة الخلفية (الطرف الملولب) للمرشح، ولكنه لا يعمل عند النظر من خلاله من الجهة الخلفية.

تُقلل المرشحات المستقطبة الضوء المار إلى الفيلم أو المستشعر بمقدار يتراوح بين درجة واحدة وثلاث درجات (2-8×)، وذلك تبعًا لنسبة استقطاب الضوء عند زاوية المرشح المُختارة. وتُعدّل كاميرات التعريض التلقائي هذا التأثير تلقائيًا عن طريق توسيع فتحة العدسة، وإطالة مدة فتح الغالق، و/أو زيادة حساسية الفيلم (ASA/ISO). كما يُمكن استخدام المرشحات المستقطبة عمدًا لتقليل الضوء المتاح، مما يسمح باستخدام فتحات عدسة أوسع لتقليل عمق المجال للحصول على تأثيرات تركيز مُعينة.

تُصنّع بعض الشركات مرشحات الكثافة المحايدة القابلة للتعديل باستخدام طبقتين استقطاب خطيتين. عندما تكون هاتان الطبقتان متعامدتين بزاوية 90 درجة، فإنهما تسمحان بمرور شبه معدوم للضوء، بينما تسمحان بمرور المزيد كلما قلت الزاوية.

• نظارات ثلاثية الأبعاد مستقطبة

• "فلتر الاستقطاب: فلتر آخر لا غنى عنه  !" . مدونة "أحلم بالتصوير طوال اليوم" (ADIDAP) . 20 مارس 2008. مؤرشف من الأصل بتاريخ 27 مايو 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يوليو 2023 .