श्याम-श्वेत कार्य में आकाश अक्सर वास्तविकता से अधिक हल्का दिखता है। HP5 Plus और Tri-X जैसी panchromatic इमल्शन में नीले और पराबैंगनी प्रकाश के प्रति अवशिष्ट अतिसंवेदनशीलता होती है, इसलिए नीला गुम्बद पीला पड़ जाता है और बादल उसमें घुलकर अदृश्य हो जाते हैं। इसका परिचित उपाय है एक रंगीन कॉन्ट्रास्ट फ़िल्टर — Wratten 8 (K2) पीला या 25 लाल — जो नीले को अवशोषित करके उसे गहरा करता है। पोलराइज़िंग फ़िल्टर इसी परिणाम तक एक बिल्कुल अलग प्रक्रिया से पहुँचता है: यह प्रकाश की तरंग-दैर्ध्य की बजाय उसके कंपन के तल के आधार पर चयन करता है। यही भेद इसे वहाँ उपयोगी बनाता है जहाँ रंगीन फ़िल्टर काम नहीं आता, और यही तय करता है कि यह कब काम करेगा।

फ़िल्टर वास्तव में किस चीज़ से बना है

एक फ़ोटोग्राफ़िक पोलराइज़र खिंची हुई प्लास्टिक की शीट होती है, क्रिस्टल का टुकड़ा नहीं। Edwin Land, जो उस समय Harvard के उन्नीस वर्षीय स्नातक छात्र थे, ने 1929 में पहले सिंथेटिक dichroic शीट पोलराइज़र का पेटेंट कराया; इसके बाद 1938 में आई H-sheet, जिसका उपयोग आज के फ़िल्टर भी करते हैं। H-sheet आयोडीन से संतृप्त polyvinyl alcohol (PVA) फ़िल्म होती है जिसे कई गुना खींचा जाता है, जिससे लंबी iodine-polyene श्रृंखलाएँ समानांतर चालक धागों में व्यवस्थित हो जाती हैं। जिस प्रकाश का विद्युत क्षेत्र इन धागों के समानांतर कंपन करता है, वह उनमें इलेक्ट्रॉन प्रवाहित करता है और दृढ़ता से अवशोषित हो जाता है; लम्बवत कंपन करने वाला प्रकाश ऐसा नहीं कर सकता और आर-पार निकल जाता है। फ़िल्टर एक तल को परावर्तित नहीं करता — वह उसे अवशोषित करता है। “केवल एक तल में कंपन करने वाला प्रकाश पार करता है” — यह दरअसल चयनात्मक अवशोषण का संक्षिप्त रूप है।

पोलराइज़र आकाश को कैसे गहरा करता है

आकाश का प्रकाश (skylight) पोलराइज़्ड होता है क्योंकि यह प्रकीर्णित होता है। वायु के अणु दृश्य प्रकाश की तरंग-दैर्ध्य से बहुत छोटे होते हैं, इसलिए Rayleigh scattering हावी रहती है और प्रत्येक अणु सूर्य के प्रकाश को एक दोलनशील विद्युत द्विध्रुव की तरह पुनः विकिरित करता है। द्विध्रुव अपनी अक्ष के अनुदिश विकिरण नहीं कर सकता, इसलिए आने वाली सूर्य किरण से 90 डिग्री के कोण पर प्रकीर्णित प्रकाश प्रकीर्णन तल के लम्बवत दृढ़ता से पोलराइज़्ड होकर निकलता है। इसलिए पोलराइज़ेशन सूर्य से 90 डिग्री की एक पट्टी में अपने चरम पर होती है और सूर्य की ओर या उससे विपरीत दिशा में देखने पर शून्य की ओर घटती जाती है।

यह पट्टी कभी पूरी तरह पोलराइज़्ड नहीं होती। बहु-प्रकीर्णन और aerosols एक साफ़ दिन पर पोलराइज़ेशन की अधिकतम मात्रा को लगभग 70 से 80 प्रतिशत तक सीमित कर देते हैं — धुंध में इससे भी कम — जो पोलराइज़र अकेले आकाश को कितना गहरा कर सकता है उस पर एक कड़ी सीमा तय करता है। जब फ़िल्टर का transmission axis skylight की प्रमुख पोलराइज़ेशन से crossed कर दिया जाए, तो वह उस पोलराइज़्ड घटक का अधिकांश हटा देता है और आकाश गहरा दर्ज होता है — लेकिन केवल उस 90-डिग्री की पट्टी में। यदि सूर्य सीधे पीछे या सामने हो तो फ़िल्टर को कितना भी घुमाएँ, दृश्य में लगभग कोई बदलाव नहीं आता।

टोनल संतुलन क्यों बना रहता है

रंगीन फ़िल्टर के मुकाबले पोलराइज़र का फ़ायदा इस बात में है कि यह किसे छोड़ता है। पत्तियों, पत्थरों, त्वचा और अधिकतर matte सतहों से विसरित रूप से परावर्तित प्रकाश काफ़ी हद तक unpolarized होता है, इसलिए यह orientation चाहे जो हो, फ़िल्टर से पार हो जाता है। केवल दिशात्मक रूप से पोलराइज़्ड घटक — प्रकीर्णित skylight और specular परावर्तन — चयनात्मक रूप से हटाए जाते हैं। आकाश गहरा होता है जबकि हरे, भूरे और flesh tones का प्रतिपादन लगभग neutral रहता है।

Wratten 25 लाल, तुलनात्मक रूप से, जहाँ भी नीला होता है उसे अवशोषित करके आकाश को गहरा करता है — जो एक साथ पूरे फ़्रेम में लाल वस्तुओं को हल्का और नीली वस्तुओं को गहरा करता है। पोलराइज़र कोई भी रंग संबंध नहीं बदलता क्योंकि यह रंग के आधार पर भेद नहीं करता। दोनों उपकरण मिलकर अच्छा काम करते हैं — रंगीन फ़िल्टर spectral कॉन्ट्रास्ट के लिए और पोलराइज़र चमक के लिए — क्योंकि ये प्रकाश के स्वतंत्र गुणों पर काम करते हैं और उनके factors स्टॉप में सीधे जुड़ जाते हैं। लगभग 1.5 स्टॉप के पोलराइज़र को 3 स्टॉप के 25 लाल के साथ stack करने पर लगभग 4.5 स्टॉप की लागत आती है, या combined factor लगभग 22। Stacking करते समय दो नुकसान देखें: लगभग 28mm से चौड़े लेंस पर कोनों में mechanical vignetting, और उन्हीं चौड़े लेंस पर असमान sky darkening — क्योंकि 90-डिग्री पोलराइज़ेशन बैंड इतने चौड़े field of view का केवल एक हिस्सा कवर करती है और आकाश फ़्रेम के पार गहरे से हल्के में बदलता जाता है।

Linear या Circular: एकमात्र निर्णय जो मायने रखता है

फ़िल्म फ़ोटोग्राफ़र के लिए एकमात्र ख़रीद-निर्णय linear बनाम circular का है — और “circular” आकृति नहीं, बल्कि प्रकाशिकी को बताता है। Circular polarizer एक सामान्य linear polarizer है जिसके पीछे quarter-wave plate चिपकाई गई होती है। काम linear element करता है; quarter-wave plate फ़िल्टर के पिछले हिस्से से निकलने वाले प्रकाश को पुनः random कर देती है ताकि आगे प्रकाश पथ में कोई पोलराइज़ेशन-संवेदी beam-splitter धोखा न खाए। कई SLR में TTL मीटर और autofocus sensor को प्रकाश भेजने के लिए आंशिक-रजत दर्पण या prism का उपयोग होता है, और ऐसा beam-splitter पोलराइज़ेशन पर निर्भर अनुपात में प्रकाश परावर्तित करता है। इसके सामने bare linear polarizer लगाएँ तो फ़िल्टर घुमाने पर मीटर रीडिंग बदलती रहती है — ऐसे कारणों से जिनका दृश्य से कोई लेना-देना नहीं।

नियम सरल है। पूरी तरह manual कैमरे पर hand-held मीटर से माप लेते हैं — Leica M या view camera — तो सस्ता linear polarizer सही है और कुछ नहीं खोता। SLR पर beam-splitter के साथ TTL मीटरिंग करते हैं तो circular ख़रीदें।

पानी और काँच की चमक दबाना

यही चयनात्मकता चमक भी हटाती है। किसी dielectric (non-metallic) सतह — पानी, काँच, गीली पत्तियाँ, रंगी हुई लकड़ी — से परावर्तित प्रकाश परावर्तन पर पोलराइज़्ड हो जाता है, और यह पोलराइज़ेशन Brewster’s angle पर पूर्ण होती है। Brewster’s law सतह के normal से कोण देता है: theta_B = arctan(n2/n1) — air-to-glass के लिए n=1.5 पर यह लगभग 56 डिग्री है, और air-to-water के लिए n=1.33 पर लगभग 53 डिग्री। ध्यान रहे कि कोण सतह से नहीं बल्कि normal से — अर्थात सतह के लम्बवत रेखा से — मापा जाता है। Brewster’s angle पर परावर्तित प्रकाश incidence के तल के लम्बवत पूरी तरह पोलराइज़्ड होता है, इसलिए crossed polarizer इसे पूरी तरह बुझा सकता है — तालाब के नीचे पत्थर दिखाते हुए या दुकान के शीशे के पीछे का सामान उजागर करते हुए। नंगी धातु परावर्तन में प्रकाश को पोलराइज़ नहीं करती क्योंकि conductor से परावर्तन में कोई Brewster component नहीं होता — इसलिए chrome या बिना रंग के steel की highlight पर पोलराइज़र कुछ नहीं कर सकता।

एक कार्यशील उदाहरण, और इसकी क़ीमत

HP5 Plus पर एक झील लें, बाएँ कंधे के ऊपर सूर्य। दूर की पहाड़ी और उसके ऊपर का आकाश 90-डिग्री बैंड में हैं। फ़िल्टर को तब तक घुमाएँ जब तक finder में आकाश सबसे गहरा न हो जाए, फिर उससे होकर मीटर लें: पोलराइज़र दृश्य चाहे जो हो एक निश्चित मात्रा खोता है — B+W या Hoya circular के लिए लगभग 1.5 स्टॉप (filter factor लगभग 2.5 से 4), high-transmission Hoya HRT के लिए कम। यह base loss unpolarized प्रकाश के एक तल को रोकने से आती है और बदलती नहीं; केवल पहले से पोलराइज़्ड प्रकाश का छोटा, दृश्य-निर्भर निष्कासन orientation के साथ बदलता है — इसलिए angle set करने के बाद मीटर लें, पहले नहीं। यदि गहराया आकाश ज़ोन V पर मीटर करे, तो उसे ज़ोन III पर रखने वाला exposure दो स्टॉप गिरा देगा और बादल उसके विरुद्ध स्पष्ट highlights बनाए रखेंगे। फिर कैमरे को normal से लगभग 53 डिग्री पर पानी की ओर झुकाएँ और दोबारा घुमाएँ: सतही चमक समाप्त होती है और डूबे हुए पत्थर दिखते हैं — नई orientation के लिए दोबारा मीटरिंग की क़ीमत पर।

क़रीब-क़रीब काला आकाश चाहिए तो पोलराइज़र से सब कुछ उम्मीद न करें। Ansel Adams ने The Negative (1981) में गहरी Wratten filtration — 25 लाल या 29 — से आकाश गहराया और darkroom में printing-down से tone पूरा किया, न कि अकेले पोलराइज़र पर भरोसा किया। फ़िल्टर आकाश की एक पट्टी का 70 से 80 प्रतिशत देता है — काला नहीं। आख़िरी मेहनत exposure, development और print की है।

Image: Ansel Adams, “Evening, McDonald Lake, Glacier National Park,” Montana, 1933–1942. National Archives (NARA 519861). Public domain.