你的身邊充滿隱形的七彩炫光,只有戴上這副眼鏡才能看到
為了過濾掉水面之類表面反射的眩光,一些太陽鏡上會帶有偏光膜。而在我看來,偏光眼鏡還有一種更加有趣的用途——它可以幫助人們發現透明世界中隱藏的色彩。
圖片來源:Digital Photo Secrets
隱藏的世界,炫彩繽紛
只要你有了偏光眼鏡(或者偏光膜),看到這種隱藏的色彩並不困難。你只需要打開電腦(其實手機也可以),把屏幕背景調成純白,戴上偏光眼鏡,然後把透明塑料叉勺、尺子之類的物品拿到電腦屏幕前觀察。
如何確定自己的墨鏡是不是偏光鏡片呢?下面告訴大家一個方法:
把墨鏡舉到電腦屏幕前轉動方向,如果明顯看出鏡片中的畫面明暗在變化,那麼就是偏光眼鏡了。
偏光墨鏡在屏幕前的效果。圖片來源:MobileView
下面,請大家欣賞一下,在偏光眼鏡下,看到的不一樣的世界。
勺子
直尺
護目鏡
在這些原本無色透明的物件上會突然顯現出絢麗的彩色條紋。欣賞它是個非常愉快的過程,不過解釋它則感覺痛苦得多……下面我們就來簡單地看一下這種彩色條紋的原理_(:з)∠)_
彩色條紋從何而來?
這種現象被稱為光彈性,或者應力雙折射。簡單地說,這些彩色條紋反映的是塑料製品內部的應力分布。在加工的過程中,塑料製品內部留下了不均勻的應力,這導致了局部材料結構和光學性質的變化,正是這種差異使我們能透過偏振膜從透明的塑料叉、塑料尺中看到彩色條紋。
量角器的光彈性條紋
當然,上面這段解釋極其粗糙……詳細解釋就會比較麻煩了,下面我試著講一下,這部分可以酌情選讀_(:з)∠)_
稍微再詳細一點說,其實是這些塑料製品在應力的作用下,出現了雙折射的現象。雙折射是一種特別的折射現象:當一道光入射時,產生的折射光有兩條。這樣產生的兩道折射光不僅具有相位差,而且還都是偏振光,偏振方向彼此垂直。
本來,這種特別的折射現象是出現在某些晶體上,但塑料、玻璃之類的非晶體材料在受到一定應力拉扯的時候,也會在局部顯示出雙折射的特性(也就是應力雙折射)。
我們透過偏振鏡片所看到的彩色條紋,其實是雙折射材料所產生的兩條折射光彼此干涉的結果。根據折射定律,當一束光垂直射向某種透光材料的時候,光的方向並不發生偏轉,但是光的傳播速度會受到材料折射率的影響。而雙折射材料的情況是,會產生兩道相位不一樣的光。
放在線上的方解石,顯示出雙折射現象。圖片來源:leybold-shop.com
兩道相位不一樣的光應該會發生干涉,這就像是薄膜干涉中兩道相位不一樣的反射光那樣,它們干涉的結果會是有些波長的光被增強了,另一些被減弱了,因此最終白光會變成彩色的。
但是,偏振光發生干涉還有一個條件:它們的振動方向要一致。而從雙折射材料出來的兩道折射光不滿足這個條件:它們的偏振方向是彼此垂直的。因此,看到彩色的干涉條紋還需要第二道偏振膜的幫助,它可以讓相互垂直的兩組偏振光最終都只剩下同一個方向上的分量。最終,能夠通過第二道偏振膜的折射光就可以看到干涉效果了。
(大概就是這樣……)
原理可能確實超綱了,不過現象畢竟還是很漂亮,而且也不難觀察,所以還是希望大家也來欣賞一下~
偏振片還真是花樣多呢。圖片來源:boingboing.net
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