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戴上这副眼镜,你就会发现隐藏的色彩!

科普小知识2022-07-22 21:31:52
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为了滤除从水面等表面反射的眩光,有些太阳镜上有偏光膜。在我看来,偏光眼镜有一个更有趣的用途——它可以帮助人们在透明的世界里找到隐藏的颜色。

只要你有偏光眼镜(或偏光膜),就不难看到这种隐藏的颜色。你所需要做的就是打开电脑(事实上,手机也可以使用),将屏幕背景设置为纯白色,戴上偏光眼镜,然后将透明塑料spork、尺子等物品拿到电脑屏幕上观察。

(检查你的太阳镜是否是偏光镜的一个简单方法是:把它们举到电脑屏幕前,然后旋转它们。如果你能清楚地看到镜片的明暗变化,那么它们就是偏光镜片。)

勺子:

标尺:

护目镜:

彩色条纹会突然出现在这些原本无色透明的物体上。欣赏它是一个非常愉快的过程,但是解释它感觉更痛苦...让我们简单看一下这个彩色条纹的原理

这种现象被称为光弹性,或应力双折射。简而言之,这些彩色条纹反映了塑料产品内部的应力分布。在加工过程中,不均匀的应力留在塑料制品内部,导致局部材料结构和光学性能的变化。正是这种差异让我们能够透过偏光膜看到透明塑料叉子和塑料尺子上的彩色条纹。

当然,上面的解释极其粗略...详细的解释会更麻烦。我将在下面试着解释它,并且这部分可以被适当地选择。

更详细地说,实际上是这些塑料产品在应力的作用下表现出双折射。双折射是一种特殊的折射现象:当一束光入射时,有两束折射光。以这种方式产生的两种折射光不仅具有相位差,而且是偏振方向相互垂直的偏振光。

最初,这种特殊的折射现象发生在一些晶体上,但是非晶材料,如塑料和玻璃,在受到一定的应力拉伸时,也会出现局部双折射(即应力双折射)。

我们透过偏振器看到的彩色条纹实际上是双折射材料产生的两种折射光干涉的结果。根据折射定律,当光束垂直入射到透明材料上时,光的方向不会偏转,但是光的传播速度受材料折射率的影响。在双折射材料的情况下,产生两种不同的光相位。

两种不同相位的光应该干涉,就像薄膜干涉中两种不同相位的反射光一样。由于它们的干涉,一些波长的光将被增强,而另一些波长的光将被减弱,因此白光最终将变成彩色的。

然而,偏振光干涉还有另一个条件:它们的振动方向应该相同。然而,来自双折射材料的两个折射光不满足这个条件:它们的偏振方向彼此垂直。因此,看到彩色干涉条纹还需要第二偏振膜的帮助,第二偏振膜可以使两组相互垂直的偏振光只在同一个方向上有分量。最后,通过第二偏振膜的折射光可以看到干涉效应。

(可能就是这种情况...)