光的奥秘

黄冬瑞+曾艳

在日常生活中，我们常见的光都隐藏着无限的科学奥秘，科学家也在不断的对它进行探索和发现，下面就让我们一起通过三楼展区的几件光学展品来深入了解一下“光”的奥秘吧。

偏振迷宫

提到迷宫，脑海中就立刻浮现出许多弯弯曲曲的通道被一堵堵墙给隔开，从入口进入走到出口去的画面。站在迷宫展项前，迷宫的中间看上去有几面不透光的“墙”阻挡了小球的前行，通过操作你会发现小球顺利的通过了每一面“墙”。这是为什么呢？其实迷宫内所谓的“墙”是不存在的，因为这里面有光的偏振现象。

什么是光的偏振现象呢？我们都知道，自然界里的光是一种波，波有纵波和横波之分。横波也称“凹凸波”，其质点的振动方向与传播方向垂直。纵波是质点的振动方向与传播方向平行。偏振迷宫里的假墙就是应用了横波的振动方向与传播方向垂直的原理。

我们可以看到展品中透明圆管的交接点有一盒子，盒子内壁分别贴了两种偏振方向相互垂直的偏振膜，两个相互垂直的偏振片对一般光线有滤光的作用，使得进出左右两部分的光线只剩下与各自偏振膜偏振方向一致的两种偏振光，因此在两个偏振膜交接之处好像存在一堵不透光的“墙”，实际上这堵“墙”是不存在的，所以小球可以顺利穿过。

在生活中，偏振光片的应用也是很广泛的，如驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且它们的偏振方向都沿同一方向并与水平面成45度角，司机从前窗只能看到自已的车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，即使汽车在夜间行驶时，不用熄灯，也不用减速就可以保证行车安全。

隱身人

您见过隐身人吗？它是如何隐身的呢？现在让我们一起了解隐身术吧？

在隐身展品中的两块镜子经过计算设置了合理的安装角度，巧妙利用了平面镜对光线的反射，误让观众以为镜子反映出来地板的镜像是桌子底下存在的景像，而桌子底下真正存在的人的身体却被平面镜“隐”去了。

腾空而起

想体验一下“腾空而起”的状态吗？如今这早已不是梦。

腾空而起展品巧妙的利用平面镜成像原理，将两面平面镜成90度放置，当观众将自己身体的中线贴近一个平面镜末端的立柱，其半身和平面镜里半身的虚像合成一个完整的人像，因为像与物成轴对称，当你抬起一条腿的时候，可以看到镜子中的虚像的两条腿也抬了起来，整个人出现腾空而起的奇妙景象。

设计光路

启动光束电源，移动展台内的光学原件，就可直观的看到光束经过镜面反射或折射后形成的光线路径。参观者可以通过变换光学元件的位置，设计出不同的光路。下面介绍几种常见的光学元件。

三棱镜：外观上呈现几何的三角形，是光学棱镜中最常见的。三棱镜最常用于光线的色散，可将光线分解成为不同的光谱成分。

平面镜：表面平整、光滑、不透明且能够成像的物体，平面镜能改变光的传播路线。静的水面、抛光的金属表面等都相当于平面镜。

凹透镜：镜片中间薄、边缘厚、呈凹形，对光有发散作用。近视眼镜就是凹透镜。

凸透镜：是一种常见的透镜，中间厚、边缘薄，至少有一个表面制成球面，亦可两面都制成球面。对光有会聚作用。

丁达尔效应：就是光的散射现象，当一束光线透过胶体，从入射光的垂直方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的“通路”。在森林中我们会看到茂密的树林中透过的一束束光线，这就是丁达尔效应。

在展台上摆放有几种（不同）形态的盒子，里面装有（着）胶体，通过激光的照射，在一些特定的胶体中会有光柱现象。

是你还是我

您想拥有一张新的面孔吗？不用去美容院，在这里我们就可以帮您实现！两人相对坐在镜子两边，上下移动，将自己的脸和对方的脸重叠在一起，就会出现一张新面孔，这是为什么呢？

这主要是运用镜子的“半透半反”视觉效果，中间的镜子是由透明玻璃和平面镜交错排列在一起组成的，所以从你的脸上反射的光线有一部分经透明玻璃投射过去，有一部分经平面镜反射回来，因此你看到的新面孔是你原来的面孔和对面朋友的面孔的合成。

光影飞机和钢琴

空中悬挂着杂乱无章的废铜烂铁，当光线照射在上面时，墙面形成的影子就呈现出飞机和钢琴造型的平面影像。这是因为光在同种均匀介质中沿直线传播，当光的传播遇到阻碍时，就会在阻碍物的前方形成影子，影子的形状取决于阻碍物在垂直光传播方向上对光的遮蔽效果，与阻碍物的立体造型无关。（编辑/起点）