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如果读者不满意这么卡通的解释，我们也可以找到更加科学一些的理：想象当方向的偏振光抵达水面时，它的电场会晃动水分子中的电子，然后这些电子再发射出折射光和反射光（发光的过程可以形象地理解为电子在摇晃时发出的电磁波，物理学家称为偶极辐射）。类比本章开篇提到的绳波，从那里我们可以看到，当晃动绳子的一头时，“发射”出去的绳波是垂直于晃动方向的，光波的发射也是类似的。一个晃动的电子发出的光波也基本垂直于电子的晃动方向。当↗方向的偏振光抵达水面时，它的电场使得水分子中的电子沿着↗方向晃动，此时麻烦就出现了。折射光还好，因为它的传播方向基本和↗方向垂直，但是反射光却几乎和↗平行，沿↗晃动的电子几乎不可能发射出向这个方向传播的光。所以反射光就由方向的偏振光组成了。而费曼先生开始提到的布儒斯特角，就是当入射光以布儒斯特角入射时，反射的光完全是偏振的。如图1.12所示，如果反射光和折射光之间的角等于90°，则反射光完全偏振，此时的入射角就被称为布儒斯特角，这是一种产生完全偏振光的好办法。而且如果知道了空气和水的折射率（可以分别取为1和1.33），就可以用高中学过的物理知识计算出这个入射角来，读者不妨一试。
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理解了水面反射光的偏振性，再来看天空的偏振性就比较容易理解了。
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我们之所以朝各个角度都能看到明亮蔚蓝的天空，是因为有大气的散射存在。月球上没有大气，因此宇航员看到的天空就只有朝向太阳的那一个方向是明亮的，其他方向都是深邃的黑。图1.13画出了当夕阳西下时，我们观看北边的天空的情景（读者可能会好奇为什么我画的太阳上有一个小黑点，这是为了纪念2012年6月5日发生的金星凌日现象。当时我透过望远镜看到的景象正如图1.13所示。（下一次金星凌日将会在2117年，错过了这一次的朋友还可以等下一次。）入射的太阳光依旧是包含等量的两种偏振光 ，它们抵达地球大气的时候，就会摇晃大气分子中的电子。↑方向晃动的电子在向四周散发出↑方向偏振的光，它们主要集中在与↑垂直的平面（也即与地面平行的平面）内传播。而方向晃动电子所散发出的方向的偏振光则主要分布在垂直于的平面内。当朝北边（或南边）看时，我们只看到↑方向的偏振光，所以那里的天空表现出很大的偏振性。而朝西边或东边看时，则两种偏振方向的光都有，从而没有了偏振性。
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图1.13 天空的偏振性
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最后，我们来看看一个普通的塑料餐叉为什么会在偏振片的包围中变得五彩斑斓。如图1.7所示，两块偏振片垂直地叠在一起时，本应没有光可以通过。当入射光通过第一块偏振片（假设允许水平方向偏振的光通过），一半被吸收了，只剩下了水平方向偏振的光。而第二块偏振片恰好只允许竖直方向的光通过，水平方向的光完全被它的分子链吸收，所以最终入射光被这两块偏振片全部吞没了。但是如果在光通过第一块偏振片以后，我们能够想办法把它的偏振方向稍微旋转一下，使它不完全是水平方向偏振，那么根据向量分解，它就能有一部分穿透第二块偏振片。塑料正是起到了这么一个作用（见图1.14），这种现象被称作旋光性。塑料是怎么实现这么神奇的作用的呢？我们可以这样形象地理解：和偏振片一样，普通塑料也是由高分子链组成，与偏振片不同的是，这些高分子链的作用是很努力地把入射到它们上面的光的电场振动方向稍微拧一下，这就导致了旋光效应。而且这个拧的程度大小与分子链排列的整齐程度有关，与光的波长也有关。塑料在制造的过程中，各个地方的分子链排列的整齐程度是不一样的，所以各个地方对不同波长（或者说不同颜色）的光的旋转作用也不一样。有些地方旋转红光厉害一些，那么，透过第二块偏振片时那一片区域就显示红色；有些地方旋转蓝光厉害一些，那么，透过第二块偏振片时那一片区域就显示蓝色。这就是为什么一块透明的餐叉可以呈现出五彩斑斓效果的原因了。
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图1.14 偏振光通过塑料后，偏振方向发生变化
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不仅塑料有旋光效应，我们常见的白糖溶解在水中以后也有类似的旋光效应，但是旋转的“力度”比塑料要小很多。由于糖水旋光中的旋转角度与糖水浓度有关，食品工业上还用这个现象来检测浓度。
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细心的读者可能还会从第二个实验中发现折射和反射也能产生偏振方向的旋转，如图1.12所示。读者可以试试看，把一块玻璃放在两块偏振片之间观察一下会发生什么。
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生活中的应用
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通过本章的各种实验，相信读者对光的偏振性有了更生动的体会。读者可能会问，偏振光有什么用处吗？用处可多了，就在你身边意想不到的地方。不信？拿出你的偏振太阳镜，对着液晶电脑屏幕，晃动你的脑袋——哈！它是偏振的！到3D影院，拿出你的太阳镜，叠加在3D眼镜上——哈！它也是偏振的！只要留心，你还能发现更多偏振光应用的身影。
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我们都是科学家：那些妙趣横生而寓意深远的科学实验（修订版） [:1701074926]
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我们都是科学家：那些妙趣横生而寓意深远的科学实验（修订版） 2 揭秘神奇的光：激光
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一分钟简介
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本章我将为读者介绍激光的基本原理。通过动手拆开一台氦氖激光器和一只激光笔，我们能够生动地看到神奇的激光是怎样产生的。我们将介绍激光光源的特性，为以后其他的相关制作做铺垫，还将谈及激光器的一些最新发展，以及在大自然中意想不到的地方存在的有趣的激光源。
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闲话基本原理
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本章基本原理比较长，请耐心细读
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1968年1月20日，美国宇航局（NASA）发射的最后一艘无人探月太空船Surveyor 7号将携带的电视摄像机指向了地球。此时美洲处于黑夜中，整个地球就像一弯月牙，挂在漆黑的宇宙背景中。然而在太空船的摄像机里，黑漆漆的美洲大陆上却出现了两个亮点（见图2.1），这是UFO吗？还是消耗着百万千瓦的城市灯火？都不是。这两个点，一个是来自美国亚利桑那州Kitt Peak天文台，另一个是来自美国加州的天文台。它们是由两个几年前发明的激光器所产生的激光光源，功率只有2W。从30万公里之外的月球上看，灯火通明的城市已经暗淡无光，然而一只产生2W强度的光源却依然清晰，这就是神奇的激光。
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