偏光镜的秘密

天气晴好的周末里，小明和同学们一起去户外游玩。中午的时候，他们感觉阳光非常刺眼，于是就想去眼镜店买几副太阳镜。太阳镜有普通镜片的，还有偏光镜片的。小明和同学们都不了解偏光镜，于是他们准备通过查阅资料，揭开偏光镜的秘密。

一、什么是光的偏振？

要想更好地了解偏光镜，首先要知道光的偏振。原来，振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于纵波的一个最明显的标志，只有横波才有偏振现象。光波是电磁波，因此光波的传播方向就是电磁波的传播方向。如下图所示，光波中的电振动矢量E和磁振动矢量H都与传播速度v垂直，因此光波是横波，它具有偏振性。具有偏振性的光则称为偏振光。自然光是非偏振的，在所有方向上振幅相同，机会均等。

二、光是怎样产生偏振的？

小明和同学们想知道光是怎样产生偏振的，但网上查到的资料都不太好理解，于是他们去求助老师。老师说：“由于你们的光学知识有限，我们可以通过一个实验想象一下这是一种什么样的情景：你把一根绳子的一头拴在邻居院子里的树上，另一头拿在自己手里，假设绳子是从两个院子之间的篱笆上的两根竹子中间穿过去的。如果你拿着绳子的另一头上下振动，绳子产生的波就会从两根竹子之间通过，然后从你的手传到那棵树上。这时，那座篱笆对于你的波来说是‘透明的’。但是，如果你让绳子左右振动，那么绳子就会撞在两根竹子上，波也就不会通过篱笆了，此时的篱笆就相当于一个偏振器件。”

三、戴偏光镜有什么好处？

偏光镜的主要功能是能有选择地让沿某个方向振动的光线通过。因为偏光镜片中有一种特殊的过滤材料——偏振膜，它能有效地消除来自水面、玻璃面等的强反射光及平滑路面的散射光线，使相对较柔和的平行于光轴方向的光线进入眼睛，从而使得视野更加清晰，视物真实自然。具体作用可列举如下：

1.开车的时候，不会再为阳光及前方车辆的众多反光困扰了；

2.钓鱼的时候，水波在阳光的照耀下闪耀，也不会觉得不适应，因为反光不见了；

3.滑雪的时候，不必再担心雪面的反光和紫外线；

4.下雨的时候，在雨水漫流的路面上，由于消除了水面的反光，交通标志会更清晰地呈现在眼前；

5.度假的时候，更多的紫外线被有效地阻挡。

小明通过这次学习还知道了偏光镜的另一个用途——照相机镜头。为了更清楚地拍摄到水中的物体，可以旋转镜头前的偏光镜，这样就可以在取景器中看到水中物体最清晰的像。

既然偏振光有这么多好处，那可不可以利用光的偏振原理设计出集滤光、室内灭菌、隔热、观赏等功能于一体的多功能建筑顶棚呢？传统的顶棚都是钢筋混凝土结构的，这种顶棚除了保暖、挡雨和遮光之外没有其他作用。如果能用偏光材料做一个透明的顶棚，则可以最大限度地实现美感与观赏价值。带着这些遐想，小明和同学们决定好好学习物理，早日实现他们的愿望。