
光的干涉和衍射現(xiàn)象都清楚地表明光是一種波,光波是橫波還是縱波呢?你看過立體電影嗎?當(dāng)你戴上一副特制的眼鏡 , 開始欣賞立體電影時 , 隆隆的火車向你駛來 , 飛機(jī)從頭頂呼嘯而過……這背后的物理原理是什么?
繩波是橫波。如果狹縫與振動方向平行,則振動可以通過狹縫繼續(xù)向前傳播;如果狹縫與振動方向垂直,振動就被狹縫擋住,不能向前傳播。狹縫的方向叫做透振方向??梢岳妙愃频姆椒▉頇z驗(yàn)光是橫波還是縱波。在實(shí)驗(yàn)室中,通常用“偏振片”來實(shí)現(xiàn)狹縫的功能,其作用是只讓沿一定方向振動的光波通過。
在光的傳播路徑上放一塊偏振片 A,使光通過 A 照射到光屏上,觀察光屏上的現(xiàn)象;在光的傳播路徑上再放一塊偏振片 B,保持 A 不動,轉(zhuǎn)動 B,或保持 B 不動,轉(zhuǎn)動 A,觀察光屏上的現(xiàn)象。
立體電影是用兩個鏡頭從如人眼那樣的兩個不同方向同時拍攝下景物的像,制成兩組電影膠片;通過兩架放映機(jī)將兩組膠片同步放映,使這略有差別的兩幅圖像重疊在銀幕上。這時,如果用眼睛直接觀看,看到的畫面是不清晰的。如果在每架放映機(jī)前裝一塊偏振片,從兩架放映機(jī)射出的光通過偏振片后,就成了偏振光。由于這兩架放映機(jī)前的偏振片的透振方向互相垂直,產(chǎn)生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直。觀眾戴上偏振鏡觀看電影時,每只眼睛只看到相應(yīng)的偏振光圖像,這樣就會產(chǎn)生立體感。這就是立體電影的原理。
偏振現(xiàn)象在攝像中的應(yīng)用
攝影師在拍攝池中的游魚、玻璃櫥窗里的陳列物時,由于水面和玻璃表面的反射光的干擾,景象會不清楚。如果在照相機(jī)鏡頭前裝一片偏振濾光片,轉(zhuǎn)動濾光片,讓它的透振方向與水面和玻璃表面的反射光的偏振方向垂直,就可以減弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。
1960 年 5 月 15 日,美國物理學(xué)家梅曼正在進(jìn)行一項(xiàng)重要的實(shí)驗(yàn)。他的實(shí)驗(yàn)裝置里有一根人造紅寶石棒。突然,一束深紅色的亮光從裝置中射出,它比太陽表面還要亮!這是一種完全新型的光,是科學(xué)家渴望多年而自然界中并不存在的光!它被命名為激光,產(chǎn)生激光的裝置被稱為激光器。激光和激光器是20 世紀(jì)最重大的科學(xué)發(fā)明之一。
早在 1916 年愛因斯坦就提出了“光可以被放大”這一設(shè)想。直到 1959 年,湯斯等人發(fā)表了關(guān)于實(shí)現(xiàn)激光的論文。1961 年,中國科技人員研制出了我國第一臺紅寶石激光器。1964 年,我國著名科學(xué)家錢學(xué)森受邀為 LASER 取了“激光”這個貼切的中文名稱。當(dāng)前,激光技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、光纖通信、寬帶網(wǎng)絡(luò)、信息處理、醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育、科技研究、軍事發(fā)展等多方面都發(fā)揮著重要的作用。
與普通光源發(fā)出的光相比,激光有著顯著不同的特性,主要表現(xiàn)在:方向性好、單色性好、相干性好、亮度高四個方面。
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