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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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图2.1 Surveyor 7号登月太空船拍摄的地球照片。注意左侧的两个亮点，那里是美国的西南部。经过长距离地传播以及地球大气的扰动，激光看起来变成了两个很大的光斑。（照片由美国NASA Jet Propulsion Laboratory提供）
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激光的英文名称叫作laser，原来是“Light Amplification By Stimulated Emission of Radiation”的缩写，即“通过受激辐射产生的光放大装置”，而如今Laser已经作为一个独立的单词被广泛应用了。20世纪80年代之前，激光或许还是科研人员和“骨灰级”发烧友才能玩得起的东西，而从20世纪90年代开始，大量廉价的红色半导体激光器出现在市场上，激光开始进入寻常百姓家。在本书中，我们将利用这种廉价的激光器来进行几个有趣的实验和制作，在这一章里，我们首先来了解一下激光的故事。
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我们对激光最直接的感受是它的颜色非常纯，光线非常集中。夜幕下，一支小小的激光笔发出的光，照射到几百米外的建筑物上依然是一个明亮的小点。这两点正好体现了激光与普通手电筒之类光源的区别。颜色单纯表明激光所含频率非常单一，光线集中表明激光的方向性很好。我们之所以能在月球上还能看到地球上的激光，就是它的方向性好的极佳体现。虽然只有2W的功率，但是这2W的光线非常“团结一致，携手并进”。直到30万千米之外，它们仍然“不离不弃”，这样从月球上看起来就非常明亮了。激光为什么会有这样的特点呢？这得从激光的构造说起。
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一台典型的激光器的构造可以用图2.2表示。
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图2.2 激光器的构造
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激光器与一般光源最明显的区别就是它有两面反射镜，如图2.2所示，左边是一块略微透光的反射镜，右边是一块几乎完全不透光的反射镜（俗话说，世上没有不透光的镜子，所以只是“几乎完全不透光”）。激光从左边那个略微透光的镜子中射出，而在两面镜子之间是产生激光的发光物质。在这里，要先向非物理专业的读者致歉，因为我必须要聊一聊物质发光的量子理论，这对于大家理解激光，以及更多自然界的现象都是非常有帮助的。
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在20世纪初期，人们从观察物质发光的光谱中，总结出了一套描述微观粒子运动的理论，称作“量子理论”。这个理论认为，光是像颗粒一样，一粒一粒（称作“光子”）以波动的形式传播的。这句话听起来很拗口，但是光就是这么一个拗脾气，这就是所谓的“波粒二相性”。大家暂时不理解也不要紧，因为据大师费曼断言，世界上没有人懂得微观粒子为什么会这样[1]。我们还可以很安全地认为光是电磁波，一个光子就是一束微弱的电磁波。而平时我们看到的光，则是很多很多个光子组成的较强的电磁波。量子理论还认为，电子在原子内部有一些分立的“能级”，也就是说在原子内部电子的排列不是随心所欲的，而是有森严的等级制度的，越高级别的电子拥有越大的能量。当一个身处高能级的电子跳跃到低能级时，根据能量守恒定律，就会有一些能量释放出来，化身为一个“光子”，这个发光的过程见图2.3，物理学家称之为“自发辐射”。
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