偏光鏡的秘密

天氣晴好的周末里，小明和同學們一起去戶外游玩。中午的時候，他們感覺陽光非常刺眼，于是就想去眼鏡店買幾副太陽鏡。太陽鏡有普通鏡片的，還有偏光鏡片的。小明和同學們都不了解偏光鏡，于是他們準備通過查閱資料，揭開偏光鏡的秘密。

一、什么是光的偏振？

要想更好地了解偏光鏡，首先要知道光的偏振。原來，振動方向對于傳播方向的不對稱性叫做偏振，它是橫波區別于縱波的一個最明顯的標志，只有橫波才有偏振現象。光波是電磁波，因此光波的傳播方向就是電磁波的傳播方向。如下圖所示，光波中的電振動矢量E和磁振動矢量H都與傳播速度v垂直，因此光波是橫波，它具有偏振性。具有偏振性的光則稱為偏振光。自然光是非偏振的，在所有方向上振幅相同，機會均等。

二、光是怎樣產生偏振的？

小明和同學們想知道光是怎樣產生偏振的，但網上查到的資料都不太好理解，于是他們去求助老師。老師說：“由于你們的光學知識有限，我們可以通過一個實驗想象一下這是一種什么樣的情景：你把一根繩子的一頭拴在鄰居院子里的樹上，另一頭拿在自己手里，假設繩子是從兩個院子之間的籬笆上的兩根竹子中間穿過去的。如果你拿著繩子的另一頭上下振動，繩子產生的波就會從兩根竹子之間通過，然后從你的手傳到那棵樹上。這時，那座籬笆對于你的波來說是‘透明的’。但是，如果你讓繩子左右振動，那么繩子就會撞在兩根竹子上，波也就不會通過籬笆了，此時的籬笆就相當于一個偏振器件。”

三、戴偏光鏡有什么好處？

偏光鏡的主要功能是能有選擇地讓沿某個方向振動的光線通過。因為偏光鏡片中有一種特殊的過濾材料——偏振膜，它能有效地消除來自水面、玻璃面等的強反射光及平滑路面的散射光線，使相對較柔和的平行于光軸方向的光線進入眼睛，從而使得視野更加清晰，視物真實自然。具體作用可列舉如下：

1.開車的時候，不會再為陽光及前方車輛的眾多反光困擾了；

2.釣魚的時候，水波在陽光的照耀下閃耀，也不會覺得不適應，因為反光不見了；

3.滑雪的時候，不必再擔心雪面的反光和紫外線；

4.下雨的時候，在雨水漫流的路面上，由于消除了水面的反光，交通標志會更清晰地呈現在眼前；

5.度假的時候，更多的紫外線被有效地阻擋。

小明通過這次學習還知道了偏光鏡的另一個用途——照相機鏡頭。為了更清楚地拍攝到水中的物體，可以旋轉鏡頭前的偏光鏡，這樣就可以在取景器中看到水中物體最清晰的像。

既然偏振光有這么多好處，那可不可以利用光的偏振原理設計出集濾光、室內滅菌、隔熱、觀賞等功能于一體的多功能建筑頂棚呢？傳統的頂棚都是鋼筋混凝土結構的，這種頂棚除了保暖、擋雨和遮光之外沒有其他作用。如果能用偏光材料做一個透明的頂棚，則可以最大限度地實現美感與觀賞價值。帶著這些遐想，小明和同學們決定好好學習物理，早日實現他們的愿望。