偏振光通俗易懂的解释

75 什么是偏振光?偏振光和自然光的区别

《你知道吗?——现代科学中的100个问题》

阿西莫夫著 暴永宁等译 碧声扫 https://www.tuenhai.com 整理

光可以看作是由一些微小的波构成的。这些波可以在任何一个平面上振动。在一个特定的光束中,有些波可以上下振动,有些波左右振动,有些波则沿对角方向振动。它们的振动方向可能均匀地分布在所有各个方向上,没有一个振动平面占优势或者在光波中比其他平面占有更大的份额——普通的太阳光或电灯泡的光都是这样

可是,现在让我们设想光穿过一块透明的晶体。晶体是由排成规整的行列和平面的原子或原子团构成的。因此,光波会发现,当它的振动平面恰巧能塞进两个原子平面之间时,它就很容易通过这块晶体。要是它的振动平面与原子的平面成一个角度,它就会撞在原子上,因此,光波就要消耗很多能量方能继续振动下去。这样的光会局部或全部被吸收掉

你可以用下面的办法想到这是一种什么景象:试想象你把一根绳子的一头拴在邻居院子里的树上,另一头拿在你手里。再假定绳子是从篱笆的两根竹子的正当中穿过去的。好了,如果你现在拿绳子上下波动,这些波就会从两根竹子之间通过,并从你的手传到那棵树上。这时,那座篱笆对你的波来说是“透明的”。但是,要是你让绳子左右波动,绳子就会撞在两根竹子上,波就不会通过篱笆了

有些晶体能够强迫光波把所有能量分成两束分离的光线。这时振动平面就不再均匀分布了。在其中的一个光束中,所有的波都在一个特定的平面上振动;而在另一个光束中,所有的波都在与第一束光的平面成直角的平面上振动:不可能出现任何对角方向的振动

当光波被迫在某一特定的平面上振动时,我们就说这样的光是“面偏振光”,或简单地称它为“偏振光”。而朝着所有各个方向振动的普通光都是“非偏振光”。西方国家把偏振光称为“极化光”

为什么叫做“极化光”呢?当这种现象在1908年第一次定名时,那个发明这个名称的法国工程师马吕斯关于光的本性有一个错误的理论。他认为,光是由一些象磁铁那样有南北极的粒子组成的。他想,那种从晶体中穿过的光,可能是南北极的方向全部相同。这种想法后来被证明是错的,但那个名称却已被人们牢牢地记住,无法再改变了

当一块晶体产生偏振平面各不相同的两束光时,这两束光具有稍稍不同的性质。它们在通过晶体时所受到的偏折的大小可能不一样。因此,我们可以想法设计出一块晶体,让它把一束光完全反射掉,而只让另一束光全部通过它

在利用某些晶体时只有一束光能通过,是因为另一束光被吸收掉而转化为热。偏振眼镜片(它是在塑料中嵌入许多细小的这类晶体)就是以上述方式吸收掉许多光,由于这种镜片着色,吸收掉的光就更多了。这种镜片就是这样消除眩目的强光的

当偏振光通过含有某种不对称分子的溶液时,它的振动平面会被扭转一个角度。化学家根据这种扭转的方向和角度的大小,就能够对这种分子的真实结构作出许多推断,特别是对于有机化合物的分子更是如此。正因为这样,偏振光对于化学理论来说,一直是极其重要的

阿西莫夫《你知道吗?——现代科学中的一百个问题》科学普及出版社 1984年

results matching ""

    No results matching ""