關於偏光片的原理及應用 - 眼鏡

相信很多購買前掛眼鏡或運動眼鏡的人..

店家都會跟消費者推薦偏光片..

說戴偏光片看東西會比較清晰..因為會濾掉"雜光"..

至於偏光的原理..以及何謂"雜光"..

相信很多店家或消費者可能不這麼清楚..

以下說明偏光的機制以及日常生活中的應用..

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偏光片的特性

偏光片是一種只能限定電場在某特定方向振動的鏡片

也就是說..限定某特定方向偏振的光線可以通過..

圖形表示水平方向偏振的鏡片..

可以想像成一道橫向的柵欄.. ╭────────╮
├────────┤
只有 ← → 偏振的光線可通過.. ├────────┤
├────────┤
↑ ↓ 偏振的光線被擋住.. ╰────────╯



╭──────╮
↑ ├──────┤
───────→ ├──────┤ 被擋住
↓ ├──────┤
╰──────╯



╭──────╮
├──────┤
← → ───────→ ├──────┤ 可通過
├──────┤
╰──────╯



所以一般分辨偏光片的最簡易的方式..

就是拿兩片偏光片疊在分開旋轉..

在某特定角度會不透光的話就是偏光片..

#譬如第一片是水平方向偏振..

第二片剛好轉到垂直方向偏振..

光線就沒辦法穿過去了..

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反射光的特性

根據fresnel equation http://0rz.tw/5c4kR

可以得知一道光線在水平面上反射..

其反射光中..垂直振盪的光線強度 遠超過 水平振盪的光線強度 ..

右邊連結的左圖有強度分佈的曲線 http://0rz.tw/1c4h8

其中Rs為垂直震盪的光線..Rp為水平震盪的光線..

可看出反射光中大部分都是垂直振盪的光線..

其中垂直震盪是指垂直於入射平面..

因為不好畫..所以用下圖約略表示..


↑ ↑
← → 反射之後只剩下垂直振盪的光線
↓ ↓
╲ ↗
╲ ／
↘／

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偏光片的應用

一般眼鏡上的偏光片其安置的角度是屬於"僅可以讓水平振盪的光線通過"的角度..

因為水平面反射的光線中..絕大部分都是垂直振盪的光線..

而垂直振盪的光線是沒辦法通過眼睛上的偏光片..

所以水平面的反射光是沒辦法通過眼睛上的偏光片..

以下是俯視圖..


╭──────╮
↑ ↑ ├──────┤
← → ───────→ ├──────┤ 被擋住
↓ ＼ ／ ↓ ├──────┤
＼ ／ ╰──────╯
↘／



換句話說..

直接入射鏡片的光線中..因為垂直和水平振盪的光線各佔50%

..所以有50%的直接入射光線可以通過..

由水平面反射的光線中..因為絕大部分都是垂直振盪的光線..

..所以幾乎沒有反射光線可以通過

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所以戴著偏光片釣魚的話....水面的反光會消失..

你可以輕鬆的看到水裡面的小魚..

戴著偏光片打高爾夫球的話..草皮的反光會消失..

你可以輕鬆的看清草的紋路..方便推竿..

戴著偏光片滑雪的話 ..雪面的反光會消失..

你可以輕鬆的看清雪地的起伏..

戴著偏光片開車的話 ..路面的反光會消失..

你可以更輕鬆的開車..

戴著偏光片打棒球守外野 ..球場地面的反光會消失..

接高飛球可以更輕鬆..不會有來自地面的反光干擾


所以........其實運動員都有作弊才會這麼利害.. =..=

包括賭神在內..他偷用了偏光顯影的隱形眼鏡..


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