透过简单的太阳眼镜看世界——原来如此太美妙……

市售的太阳镜中,有一种被称为“偏振片太阳镜”,当然,商家往往还会加上“高科技”作为形容词。我们买回来戴上,感觉似乎和普通的太阳镜没有太多差别:强烈的光线变得柔和了。“偏振片”起到什么作用呢?

透过简单的太阳眼镜看世界——原来如此太美妙……

两种偏振方向的绳波 光是一种电磁场在空间的波动,用一种形象的比喻来阐释这种波,就像我们手握一根绳子的一端,另一端栓在一棵树上,上下或左右抖动,绳子会产生相应的波动从一端传播到另一端。这两种不同的抖动方式产生的绳子的波动方向是不同的,手上下抖动,绳子也上下抖动;手左右抖动,绳子也左右抖动。这就是绳波的“偏振”(见图1.1)。

光波也有类似的性质。一束光在水平方向传播,它所包含的电场既可以是上下振动的,也可以是左右振动的,这被称作光波的偏振。一般光源(如太阳、日光灯等)发出的光都是非偏振的,即两种偏振方向的光都有,而且含量都一样。而偏振片就是一种可以只让一种偏振方向的光通过,而吸收另外一种偏振方向的光的材料。

这样,戴上偏振太阳眼镜,太阳的光就只有一半进入眼睛,自然变得柔和了。 动手实践 了解了偏振片太阳镜的原理,我们自然会问,既然光线有两种偏振方向,那么太阳镜究竟让哪一种偏振方向的光透过呢?(这被称为偏振片的偏振方向。)这正是我们第1个实验的内容。

第1个实验:判断偏振片太阳镜的偏振方向

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透过简单的太阳眼镜看世界——原来如此太美妙……


判断一副太阳镜的偏振方向,最容易的方法,莫过于找到一块已知偏振方向的偏振片。我手头恰好有几块这样的偏振片,于是我们可以做下面的实验了。

透过简单的太阳眼镜看世界——原来如此太美妙……​在图1.2中左边那幅图里,我们透过太阳镜看到了远处的景物。中间那幅图里,一块已知偏振方向(如贴在偏振片上的箭头所示)的偏振片叠加在太阳镜前,此时偏振片是让上下偏振的光透过,远处的景物依旧可以看清。但是当我们90°旋转偏振片(右边那幅图),神奇的事情发生了,偏振片和太阳镜重叠的部分变得漆黑。

这表明,太阳镜是让上下偏振的光透过的,所以,当偏振片只让水平方向偏振的光透过时,它们重叠的结果就是没有光可以透过。这两块偏振片放在一起就像一道光的阀门,可以打开(当两块偏振片方向一致时),也可以闭合(当两块偏振片方向垂直时)。是不是所有的偏振太阳镜的偏振方向都一样?答案是肯定的,不信的话,读者可以自己试一试。


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