Обычная световая волна колеблется в разные стороны в плоскости, перпендикулярной своему движению. Но некоторые вещества, когда через них проходит свет, фильтруют его, и световая волна становится плоской, то есть колеблется только в одном направлении.

Солнцезащитные очки с поляризованными линзами уменьшают количество бликов, что очень удобно при вождении автомобиля. Но у таких очков есть небольшая проблема: в них под некоторыми углами не видно изображения на ЖК-дисплеях. Так что не удивляйтесь, если в таких очках вы ничего не увидите на айпаде, расположенном горизонтально.

Пластинки из такого вещества называются поляризационными фильтрами. Если поставить два поляризационных фильтра так, чтобы направления поляризации у них были перпендикулярны, то свет через них проходить не будет. Сначала световая волна поляризуется первой пластинкой, и становится плоской. После этого свет уже не проходит через вторую пластинку, которая поляризует его перпендикулярно плоскости волны.

Жидкие кристаллы

Некоторые вещества могут находиться в наполовину твердом, наполовину жидком состоянии. Их называют жидкими кристаллами. Молекулы в жидких кристаллах не закреплены в кристаллической решетке и могут свободно «плавать». При этом они организованы в четкую структуру. Молекулы в этой полужидкости выглядят как маленькие палочки, которые направлены не хаотически, а параллельно друг другу.

В ЖК-дисплеях они располагаются слоями, в каждом из которых палочки расположены параллельно, но при этом от слоя к слою меняют направление: каждый слой закручивается по отношению к предыдущему.

Если направить свет поперек такого слоя жидких кристаллов, то закрученные слои молекул меняют направление поляризации. Если первый слой расположен под углом 90 градусов к последнему, то свет поменяет поляризацию на 90 градусов.

Соединим все вместе

Берем два поляризующих фильтра и располагаем их так, чтобы направления поляризации у них были перпендикулярны. Свет через такую конструкцию не проходит. Между ними мы располагаем жидкие кристаллы, закрученные на 90 градусов.

Получается, что через такой сандвич свет уже проходит. Он поляризуется в одном направлении, проходит через слой жидких кристаллов, меняет на 90 градусов направление поляризации, и свободно проходит через следующий поляризационный фильтр.

Теперь расположим два прозрачных электрода с двух сторон и подадим на них напряжение. Под действием электрического поля молекулы жидких кристаллов поворачиваются вдоль этого поля и перестают менять поляризацию света. Пластинки снова становятся непрозрачными.

В 2007 году появилось движение, требующее от Гугла сделать стандартный фон поиска черным. Таким образом человечество должно было бы сэкономить кучу энергии. На самом деле, в мире, где большинство мониторов на жидких кристаллах, это не совсем так, потому что в ЖК мониторах черный цвет потребляет больше энергии. Но если вы все-таки хотите экономить энергию, сделайте яркость монитора поменьше.

ЖК-дисплей состоит из огромного количества ячеек, каждая выступает как отдельный пиксель. В каждой ячейке по три цвета: синий, красный и зеленый. К каждому цвету подходят свои электроды так, что их можно включать и выключать независимо. Сзади они подсвечиваются. В зависимости от напряжения, каждый цвет в отдельности может менять свою прозрачность. И в зависимости от сочетания яркости синего, красного и зеленого цвета, получаются разные цвета.