Was verursacht diese Regenbogeneffekte mit einem Polarisationsfilter in einem Flugzeug?

Was Sie sehen, ist Spannung im Fenster, die zu Doppelbrechung führt : Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von polarisiertem Licht hängt von der Polarisationsrichtung ab.

In dem Setup, das Sie haben, ist das Licht am Himmel teilweise polarisiert, weil so die Rayleigh-Streuung funktioniert; Dieses teilweise polarisierte Licht wird durch das Fenster geleitet, wo es (aufgrund der Doppelbrechung) abhängig von der Belastung rotiert. Der Polarisator Ihrer Kamera fungiert als Analysator : Ein Teil des polarisierten Lichts ist stärker rechtwinklig, während ein anderer Teil mehr parallel zur Achse des zweiten Filters verläuft.

Nun ist die Doppelbrechung eine Funktion der Wellenlänge: verschiedene Farben werden also um unterschiedliche Beträge gedreht und mehr oder weniger gedämpft. Und daraus entstehen die Farben.

Hier ist ein Beispiel für ein Bild einer Kunststoffbox mit eingebauten Spannungen, betrachtet durch gekreuzte Polarisatoren Quelle :

UPDATE - warum Rayleigh-Streuung zu polarisiertem Licht führt:

Auf dieser Website lesen wir:

Das häufigste Beispiel für Rayleigh-Streuung ist die Streuung sichtbarer Strahlung von der Sonne durch neutrale Atome (hauptsächlich Stickstoff und Sauerstoff) in der oberen Atmosphäre. Die Frequenz der sichtbaren Strahlung ist viel geringer als die typischen Emissionsfrequenzen eines Stickstoff- oder Sauerstoffatoms (die im ultravioletten Band liegen), also ist dies sicherlich der Fall$\omega \ll \omega_0$. Wenn die Sonne tief am Himmel steht, muss ihre Strahlung einen vergleichsweise langen Weg durch die Atmosphäre zurücklegen, bevor sie uns erreicht. Unter diesen Umständen macht sich die Streuung des direkten Sonnenlichts durch neutrale Atome in der Atmosphäre bemerkbar

Bei der Rayleigh-Streuung sind die Elektronen um ein Atom ein angetriebener einfacher harmonischer Oszillator: Klassischerweise kann man es sich als negative Wolke vorstellen, die sich in Bezug auf ein positives Zentrum bewegen kann, und wenn man es verschieben könnte, würde es um sein Gleichgewicht schwingen Position mit einer gewissen Frequenz$\omega_0$. Wenn Sie nun diese Wolke mit einem transversalen elektrischen Signal (EM-Wellen-ähnliches Licht) anregen, emittiert sie Licht hauptsächlich im rechten Winkel zur Anregungsachse – tatsächlich gibt es eine$\left(\frac{\omega}{\omega_0}\right)^4\sin^2\theta$Term in der Intensitätsverteilung. Dies sagt uns sowohl, dass die Intensität des gestreuten Lichts für längere Wellenlängen schnell abfällt (der Schlüssel ist blau) als auch, dass, wenn die Sonne zu Ihrer Rechten steht, die Polarisation des Himmels in Aufwärts-/Abwärtsrichtung (senkrecht zum Linie von der Sonne zum Punkt). Dies wird auf dieser Website zur Polarisation ausführlicher erklärt, die auch die Quelle dieser Animation ist, die die Richtung der Polarisation zeigt, die Sie erwarten: