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什么是偏振光?

來源:來自網(wǎng)絡(luò) 2009-06-27 23:39:32

說兩句

  光可以看作是由一些微小的波構(gòu)成的。這些波可以在任何一個(gè)平面上振動(dòng)。在一個(gè)特定的光束中,有些波可以上下振動(dòng),有些波左右振動(dòng),有些波則沿對角方向振動(dòng)。它們的振動(dòng)方向可能均勻地分布在所有各個(gè)方向上,沒有一個(gè)振動(dòng)平面占優(yōu)勢或者在光波中比其他平面占有更大的份額——普通的太陽光或電燈泡的光都是這樣。

  可是,現(xiàn)在讓我們設(shè)想光穿過一塊透明的晶體。晶體是由排成規(guī)整的行列和平面的原子或原子團(tuán)構(gòu)成的。因此,光波會發(fā)現(xiàn),當(dāng)它的振動(dòng)平面恰巧能塞進(jìn)兩個(gè)原子平面之間時(shí),它就很容易通過這塊晶體。要是它的振動(dòng)平面與原子的平面成一個(gè)角度,它就會撞在原子上,因此,光波就要消耗很多能量方能繼續(xù)振動(dòng)下去。這樣的光會局部或全部被吸收掉。

  你可以用下面的辦法想到這是一種什么景象:試想象你

  把一根繩子的一頭拴在鄰居院子里的樹上,另一頭拿在你手里。再假定繩子是從籬笆的兩根竹子的正當(dāng)中穿過去的。好了,如果你現(xiàn)在拿繩子上下波動(dòng),這些波就會從兩根竹子之間通過,并從你的手傳到那棵樹上。這時(shí),那座籬笆對你的波來說是“透明的”。但是,要是你讓繩子左右波動(dòng),繩子就會撞在兩根竹子上,波就不會通過籬笆了。

  有些晶體能夠強(qiáng)迫光波把所有能量分成兩束分離的光線。這時(shí)振動(dòng)平面就不再均勻分布了。在其中的一個(gè)光束中,所有的波都在一個(gè)特定的平面上振動(dòng);而在另一個(gè)光束中,所有的波都在與第一束光的平面成直角的平面上振動(dòng):不可能出現(xiàn)任何對角方向的振動(dòng)。

  當(dāng)光波被迫在某一特定的平面上振動(dòng)時(shí),我們就說這樣的光是“面偏振光”,或簡單地稱它為“偏振光”。而朝著所有各個(gè)方向振動(dòng)的普通光都是“非偏振光”。西方國家把偏振光稱為“極化光”。

  為什么叫做“極化光”呢?當(dāng)這種現(xiàn)象在1908年第一次定名時(shí),那個(gè)發(fā)明這個(gè)名稱的法國工程師馬呂斯關(guān)于光的本性有一個(gè)錯(cuò)誤的理論。他認(rèn)為,光是由一些象磁鐵那樣有南北極的粒子組成的。他想,那種從晶體穿過的光,可能是南北極的方向全部相同。這種想法后來被證明是錯(cuò)的,但那個(gè)名稱卻已被人們牢牢地記住,無法再改變了。

  當(dāng)一塊晶體產(chǎn)生偏振平面各不相同的兩束光時(shí),這兩束光具有稍稍不同的性質(zhì)。它們在通過晶體時(shí)所受到的偏折的大小可能不一樣。因此,我們可以想法設(shè)計(jì)出一塊晶體,讓它把一束光完全反射掉,而只讓另一束光全部通過它。

  在利用某些晶體時(shí)只有一束光能通過,是因?yàn)榱硪皇獗晃盏舳D(zhuǎn)化為熱。偏振眼鏡片(它是在塑料中嵌入許多細(xì)小的這類晶體)就是以上述方式吸收掉許多光,由于這種鏡片著色,吸收掉的光就更多了。這種鏡片就是這樣消除眩目的強(qiáng)光的。

  當(dāng)偏振光通過含有某種不對稱分子的溶液時(shí),它的振動(dòng)平面會被扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度。化學(xué)家根據(jù)這種扭轉(zhuǎn)的方向和角度的大小,就能夠?qū)@種分子的真實(shí)結(jié)構(gòu)作出許多推斷,特別是對于有機(jī)化合物的分子更是如此。正因?yàn)檫@樣,偏振光對于化學(xué)理論來說,一直是極其重要的。

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