오른쪽 사진은 광학실험에서 널리 사용하는 편광판으로 두 유리판 사이에 고분자 편광필름을 끼어 넣은 것이다. 사진에서는 이러한 편광판 2개가 서로 수직의 편광축으로 겹쳐져 있는 데 겹친 부분은 빛이 차단되는 것을 알 수 있다. 여기서 편광필름은 이를 이루는 고분자를 한 쪽 방향으로 배열시켜서 배열된 방향으로 빛을 흡수하는 재료를 흡착하여 만든 것이다. 이는 기본적으로 앞에서 다룬 도선격자 편광판의 원리와 같다. 한편 천연 광물질이 그 내부 구조 때문에 한 방향으로의 편광된 빛을 강하게 흡수하여 그 광물의 색이 편광상태에 따라 두 가지로 보이는 데 이를 이색성(dichroic)라 하고, 이러한 이색성 결정(dichroic crystal)으로 준보석의 일종인 전기석(tourmaline)이 대표적이다. 다음 그림은 이러한 이색성 결정에서 특정한 방향으로의 편광성분이 강하게 흡수되어 점차 선형편광의 빛이 나오는 과정을 보여준다.
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이색성 결정에 의한 선편광_ 한쪽 방향으로의 편광성분을 강하게 흡수하여 그 축에 수직한 선편광판으로의 역할을 할 수 있는 이색성 물질에서 빛이 진행하는 것을 보여준다.
아래 그림은 전기석과 같은 이색성 결정에서 빛이 통과하는 양상을 보여준다. 화면의 왼쪽에서 편광안된 빛이 결정으로 들어가게 되며, 결정속에서는 $y$ 방향으로 편광된 성분이 강하게 흡수된다. 이 흡수에 의해 결정 내부를 진행할수록 진폭은 지수함수적으로 감소하여 결정을 빠져나올 때에는 거의 소멸된 상황이다. 그림에서는 편의상 $x$, $y$ 편광을 따로 그렸다. 실제로 편광안된 빛은 온갖 방향의 편광이 혼재되어 있는 상황으로 두 방향의 편광성분이 대등하게 포함된 것으로 볼 수 있기 때문이다.
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이색성 결정 편광판의 원리_이색성 결정은 특정한 한 방향으로의 편광 성분을 강하게 흡수하여 상당한 두께를 통과한 빛은 선편광된다. 처음에 주어진 상황은 $x$ 방향으로의 편광 성분은 완전히 투과되고, $y$ 방향으로의 편광 성분은 흡수되어 거의 0.000045의 밝기로 결정을 빠져 나오는 것을 보여주고 있다. 오른쪽 아래의 'y축 흡수지수'를 변경하여 $y$ 방향으로의 흡수의 정도를 변경할 수 있다. 이 값을 0을 보내면 흡수가 일어나지 않고 큰 값으로 하면 $y$ 성분이 강하게 흡수되어 비로소 편광판으로의 역할을 하게 된다. 화면의 오른쪽의 그림은 결정을 막 빠져나온 빛의 두 편광 성분을 앞쪽에서 관찰한 모습이다. 결정 부분을 마우스로 드래그 하면 결정을 회전시킬 수 있어 보다 자세히 관찰해 볼 수 있다.
이상적인 편광판은 그 편광축에 수직한 빛을 완전히 차단하게 하지만 실제의 편광판은 그렇지 못하다. 특정성분의 빛을 차단하는 비율을 일반적으로 소광율(extinction ratio)라고 하는 데, 특히 편광판의 소광율은 특정 방향의 편광 성분을 차단하는 능력을 말하게 된다. 위 프로그램에서 결정을 빠져나온 빛의 두 편광성분의 밝기의 비가 소광율이 되는 데 화면의 오른쪽 위에 이 값을 표시하였다.
아래 사진은 편광현미경(polarization microscope)으로 반화강암(aplite)을 촬영한 것이다. 편광현미경은 얇게 썰은 시료에 편광된 빛을 비추어 시료를 통과한 빛을 검광판(편광판)으로 확대하여 보인다. 검광판의 편광축을 보통 시료에 비추어진 빛의 편광 방향과 90도로 하여 시료가 없다면 빛이 통과하지 않는다. 시료의 편광 특성과 방향에 따라 여러 색채로 보여 이로부터 광물을 이루고 있는 각 요소들의 결정의 종류나 결정의 형태를 판별하게 한다.
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반화강암의 편광현미경 사진_ 반화강암(aplite)은 화강암의 일종으로 화강암 속이나 그 근처의 암석에 암맥을 이루고 있다. 사진은 편광현미경 사진으로 재물대의 시료를 회전함에 따라 색채가 다르게 나타난다.