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它就是光的偏振性。
3D电影就是利用了光的偏振性。
看3D电影需要观众戴上特殊的眼镜,眼镜的框架是硬纸板或者塑料,框架内夹着塑料片做的“镜片”
。
如果你拿两副这样的眼镜,把其中一副的左镜片平移到另一副的右镜片上,并透过这两个交叠的镜片去观察一个发光的灯泡,灯泡看起来会非常昏暗。
或者,你可以把其中的一副眼镜相对于另外一副旋转90°并把两副眼镜的左镜片与左镜片(或右镜片与右镜片)重合,也可以观察到同样的现象。
也就是说,光几乎不能透过如此交叠的两个镜片。
这个现象可以利用光的“方向”
性进行解释。
常见光源所发出的光并没有什么首选的传播方向。
当你透过这种有调光作用的镜片观察一束光时,会发现光变得暗淡了一些,这是因为镜片选择了特定的光传播方向。
左镜片允许某一个方向的光透过,右镜片允许的透光方向则与其相互垂直。
这就是为什么当你将第二个镜片旋转90°并与第一个镜片对齐时,没有光可以透过:因为通过第一个镜片的光具有方向性,但是该方向并不是第二个镜片允许通过的方向。
这种方向性特征就称为光的偏振。
提出并理解偏振这个概念经历了大量细致的探索。
偏振是基于光的应用的一个重要特征,而且对理解光的本质而言非常重要。
强度、颜色和偏振这些物理特性使得光可以用来辨别、测量和控制物质。
基于这些特性,一系列工具得以发明,从而实现对物质甚至尺寸更小的对象进行研究和操控。
在这一章所举的例子中,光几乎都扮演着信息载体的角色。
无论是一张图片、一段光谱或者一次电话通话,光都扮演着信差的角色。
除此之外,光还有其他的一些用途。
例如,我们可以利用光的热效应对金属和其他材料进行精确切割。
相比于用锯子,用高能激光加工厚达几厘米的金属片会更快、质量更好且浪费更少。
在医药学方面,光也有着多种用途,从激光手术矫正视力到激活抗癌药物都有涉足。
光使我们能够在任意可想象的时间和空间维度上观察自然界。
在时间维度上,我们既可以观测到宇宙形成的初始时刻,也可以观察到电子在原子、分子内部以难以想象的超高速度运动。
在空间维度上,大至宇宙中星云的排布,小至石墨烯中碳原子的排列,都可以被观测到。
光还帮助我们深入了解自然界赖以存在的基础,从量子物理学中的奇怪现象到DNA分子的结构,不胜枚举。
纵观光学的发展历程,我们可以看到对光的新发现使新技术得以应用,这些新技术反过来又促使许多科学领域产生新的发现。
从眼镜的发明,到如今最精确的原子钟,再到现代成像、测试、通信技术,光在每一个阶段都有着不同的应用,为我们的生活方式带来了革命性的变化。
尽管光学是一门古老的学科,但是这个新发现与创新所形成的循环使得光学依旧散发着蓬勃的生命力。
本书将首先介绍我们是如何一步一步形成光的现代理论,接着讨论我们是如何使用光,从而对世界产生新的认识,产生改变世界的新能力。
[1] 即太赫兹射线。
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