第三節 球從銀幕中“飛出”(2 / 2)

太陽或燈發出的光——自然光,包含著在垂直於傳播方向的平麵上沿一切方向振動的光,而且沿著各個方向振動的強度都相同。因此,這種光透過第一片晶片時,總會有沿某一方向振動的光波通過,即使將晶片轉動至另一角度,也會有沿另一方向振動的光波通過,即通過晶片後的光波隻沿一個方向振動,我們將這樣的光稱為偏振光,這就是說,偏振光與自然光不同,它的振動方向隻有一個,即隻在一個平麵內振動,如果我們沿光的前進方向看去,光隻在一條直線上振動,故稱之為直線偏振光(簡稱為偏振光)。

晶片上的標線就相當於“窄縫”,它表示這一偏振片所能允許通過的偏振光的振動方向,這個方向又稱為偏振片的偏振化方向。既然自然光通過第一片偏振片後已是偏振光,因此再通過第二片偏振片去觀察這束偏振光,就隻有當第二片與第一片的偏振化的方向一致時,觀察到的光線才最強,兩片晶片的偏振化方向相互垂直時,觀察到的光線最弱。我們把第一片偏振片稱為起偏振器,把第二片稱為檢偏振器。

光的偏振現象表明:光是橫波。

我們的眼睛不能直接鑒別射入眼睛的光是不是偏振光。上述的,通過第一片晶片的陽光或燈光,就不能用眼睛直接辨別它是不是偏振光。一般來說,除了從光源直接發射來的是自然光外,其它的光如經過反射以後的光,基本上都是偏振光。我們很容易用實驗來加以證實:用一片偏振片去觀察從水麵、玻璃表麵或其它媒質的界麵上反射來的光線,當旋轉偏振片時,就會看到透過偏振片的光線隨著晶片的轉動,光的強度也發生周期性的變化;垂直於入射麵的反射光(偏振光)振動較強,而平行於入射麵的反射光振動較弱,如果沿著某一反射角用檢偏振片去觀察它,則可以發現這時反射光最弱。對於不同的界麵,這個特殊的反射角是不同的。例如,普通玻璃的這個反射角約為57°。這就表明,媒質界麵對於振動方向不同的入射光,反射的本領是不同的。

由於絕大部分光源不能直接發出直線偏振光,因此,隻能采取一定的方法才能把非偏振光變成為偏振光。人們在長期的實踐過程中,找到了一套改造自然光而獲取偏振光的方法,就是利用光的反射、折射、散射和雙折射等方法,製成一種偏振片或偏振器。偏振片隻讓光的一個振動方向通過,此方向即為偏振軸。利用它就可以把自然光變成單方向振動的光了。

嚴格地說,偏振光是隻在一個方向上振動的光。然而,實際遇到的一些偏振光,往往達不到理想程度的單一方向振動,大多數是除了具有一個明顯的振動方向之外,還同時多少地包含著一些其它方向的成分,這樣的偏振光被稱為部分偏振光。部分偏振光實質上是由一個完全偏振光與非偏振光混合起來的,在其總程度中,完全偏振光所占的比例稱為偏振度。偏振度高的光,就是“高純度”的偏振光。

光的偏振現象的特殊性能受到人們的極大重視,得到了廣泛應用。在一些情況下,為了防止某種不必要的光線幹擾,常常采取偏振化的辦法,使它變成偏振光,然後用偏振片作檢偏振器把它濾掉;如果它本來就是偏振的,則隻要用一片偏振片來濾光就可以了。例如,在拍攝水麵下的景物或櫥窗內的陳列品時,為了防止水麵或櫥窗玻璃的耀光,在照相機的鏡頭上加一片偏振片,就可以把這些反射光濾掉,使照片中拍攝的景物清晰。汽車在公路上飛快地行駛時,為了防止路麵反光耀眼,以致看不清路麵標誌線,駕駛員利用偏振光鏡片來濾去路麵的強烈反光。在夜間行車時,為了防止迎麵來的汽車前燈燈光耀眼,常常在汽車前燈上和駕駛員座位前的窗玻璃上都安裝一片偏振片,並使之與水平方向成45°角,而且與偏振化方向相互垂直,這樣一來,不但不會受到迎麵來的汽車前燈燈光的影響,而且還能在自己車燈的光照下看清路麵,從而就保證了行車安全。

§§第六章 運動速度的佼佼者

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