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闲话基本原理
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市售的太阳镜中，有一种被称为“偏振片太阳镜”，当然，商家往往还会加上“高科技”作为形容词。我们买回来戴上，感觉似乎和普通的太阳镜没有太多差别：强烈的光线变得柔和了。“偏振片”起到什么作用呢？
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图1.1 两种偏振方向的绳波
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光是一种电磁场在空间的波动，用一种形象的比喻来阐释这种波，就像我们手握一根绳子的一端，另一端栓在一棵树上，上下或左右抖动，绳子会产生相应的波动从一端传播到另一端。这两种不同的抖动方式产生的绳子的波动方向是不同的，手上下抖动，绳子也上下抖动；手左右抖动，绳子也左右抖动。这就是绳波的“偏振”（见图1.1）。光波也有类似的性质。一束光在水平方向传播，它所包含的电场既可以是上下振动的，也可以是左右振动的，这被称作光波的偏振。一般光源（如太阳、日光灯等）发出的光都是非偏振的，即两种偏振方向的光都有，而且含量都一样。而偏振片就是一种可以只让一种偏振方向的光通过，而吸收另外一种偏振方向的光的材料。这样，戴上偏振太阳眼镜，太阳的光就只有一半进入眼睛，自然变得柔和了。
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动手实践
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了解了偏振片太阳镜的原理，我们自然会问，既然光线有两种偏振方向，那么太阳镜究竟让哪一种偏振方向的光透过呢？（这被称为偏振片的偏振方向。）这正是我们第1个实验的内容。
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第1个实验 判断偏振片太阳镜的偏振方向
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所需材料列表
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偏振片太阳镜
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已知偏振方向的偏振片
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判断一副太阳镜的偏振方向，最容易的方法，莫过于找到一块已知偏振方向的偏振片。我手头恰好有几块这样的偏振片，于是我们可以做下面的实验了。
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图1.2 用已知偏振方向的偏振片判断太阳镜的偏振方向
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在图1.2中左边那幅图里，我们透过太阳镜看到了远处的景物。中间那幅图里，一块已知偏振方向（如贴在偏振片上的箭头所示）的偏振片叠加在太阳镜前，此时偏振片是让上下偏振的光透过，远处的景物依旧可以看清。但是当我们90°旋转偏振片（右边那幅图），神奇的事情发生了，偏振片和太阳镜重叠的部分变得漆黑。这表明，太阳镜是让上下偏振的光透过的，所以，当偏振片只让水平方向偏振的光透过时，它们重叠的结果就是没有光可以透过。这两块偏振片放在一起就像一道光的阀门，可以打开（当两块偏振片方向一致时），也可以闭合（当两块偏振片方向垂直时）。是不是所有的偏振太阳镜的偏振方向都一样？答案是肯定的，不信的话，读者可以自己试一试。
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第2个实验 轻松判断太阳镜的偏振方向
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所需材料只有一副偏振太阳镜。
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有读者会问了，我手头没有已知偏振方向的偏振片，怎么办？肯定有办法！
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费曼先生在他的《别闹了，费曼先生！》一书中，记载了他去巴西当客座教授时遇到的一件趣事。当时巴西的大学应试教育风气非常严重，学生只会背诵教科书上的结论。费曼发现如果用教科书上的原话来提问，学生们总是非常流利地给出答案；但是如果换一种书上没写的方式来提同一个问题，学生们就哑口无言了，比如偏振光。就像我们的第一个实验那样，费曼先拿了一块已知偏振方向和一块未知偏振方向的偏振片给学生们演示，大家都很容易就说出了未知偏振片的偏振方向。这时，费曼说，如果我们只有一块未知方向的偏振片，怎么判断？费曼之所以这样问，是因为学生们刚刚学过相关的知识，应该有能力回答这个问题。但是大家面面相觑，无言以对。费曼指了指窗外的大海说：“看看从海面反射的光！”学生中仍然没有人说话。费曼接着说：“有没有人听说过布儒斯特角（Brewster Angle）？”学生们迅速地回答了这个问题，并指出布儒斯特角就是当光线在经过不同折射率的介质的交界面时，以布儒斯特角入射的光，其反射光是完全偏振的，偏振方向垂直于入射光和反射光所在的平面。费曼问：“然后呢？”学生们还是沉默。原来学生们定理背诵得滚瓜烂熟，却完全不知道定理所描述的对应于自然界中的是什么东西。“不同折射率的介质”，空气和海水不就是这样的一个例子吗？费曼拿起一块偏振片，对着窗外的海面，转动偏振片，学生们看到，随着偏振片的转动，海面出现了明暗变化，正如两块偏振片重叠时看到的情景一样。学生们恍然大悟，大叫起来：“哦，这就是偏振光！”
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费曼的方法简便易行，实为“居家旅行之必备良方”。下面就让我们来体验一下。
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考虑到大海不是随处可见的，我们可以用一个玻璃片来模拟海面（玻璃与空气的折射率也不一样），用一个小LED灯来模拟太阳（见图1.3）。按照费曼的描述，如果透过一个偏振的太阳镜来看玻璃表面反射的LED光，当旋转太阳镜时，我们应该可以看到明暗变化。