科學玩具－光學－偏光片魔術盒

原文發表於Yahoo奇摩部落格2008年05月04日。

謝老師說，他曾經和柯老師去台中自然科學博物館扛了兩大袋人家不要的立體眼鏡回來，大部分是民眾或學生團體在觀賞結束後把眼鏡擲到回收筒中的，所以有的眼鏡上面還殘留有檳榔汁的痕跡（！？）。他們就站在回收筒旁翻箱倒櫃，撈了兩大袋回來，而我這裡所接收的立體眼鏡則是去高雄老師謝老師家要的，只要發動一下學長學弟之間的情誼就可以了。只是，我拿回來的鏡片上面還有一個蟑螂卵鞘。

左圖是國立自然科學博物館的立體場眼鏡

右圖則是台北市立天文科學教育館的立體場眼鏡

為什麼針對偏光眼鏡呢？當然是有目的的，只不過那時候學長還不知道，我只好故做神秘的說是學校科學實驗社要用的，回來之後馬上照著愛上物理實驗課（上）（世茂出版）第225頁的「魔術箱」單元實際操作一番。（然後來還是有各做一個給謝老師和柯老師啦。）

如果是台北市立天文科學教育館的立體場眼鏡，偏振軸是簡單的橫向與縱向

直接拿來組合即可

不同的展場所發放偏光眼鏡偏振軸不盡相同，做出來的效果也不同

這是一定要說明清楚的

自然科學博物館的劇場眼鏡是利用左右眼不同方向的偏光片去達成立體效果的，偏光片上的右眼偏光軸方向是左下右上方向，以及左眼偏光軸是左上右下方向。左右兩片偏光鏡的偏光軸在135度與45度時，光波可以各別通過，其他角度時光波不能通過。只能允許特定振動方向的光波通過，為偏光片的特性。

使用自然科學博物館的六片偏光鏡片，分成兩組，兩組的偏振方向如同上述的分成左眼跟右眼。做好的成品如下：

從某一角度看似一切正常，效果也不錯

中間黑色的三角形障礙物，那是濾光之後所造成的，實際上是不存在的。但是，問題來了！但是如果拿自然科學博物館的劇場眼鏡當材料來組合的話，從另外一面就會有不同的效果，原因就出在於兩館立體眼鏡的「偏振軸方向」不一樣。

這是從另一面觀察到的現象，黑白相間，若有人從另一方向看，就會失去驚奇感

原理說明：

如果鏡片分成１、２、３這三片，１號是在左後方，２號是在右後方，３號是在你正前方。假設３號偏光片上的偏光軸方向是左上右下，這時１號偏光片上的偏光軸方向也必須是是左上右下，光線才不至於被擋住。那麼，２號偏光片該怎麼擺放呢？其實怎麼擺放都會出問題。所以呢，以自然科學博物館偏光眼鏡的偏振軸方向所做出來的魔術盒只能以特定的方向面向觀眾！

不過我已經解決這個問題，只要使用一點小技巧加上創意思考，魔術盒不管怎麼翻轉，光線都不至於被擋住。也就是所做出來的魔術盒能以各種方向面向觀眾哦！而且不能單單只做三角柱體，像是正方柱體或是圓柱體，都有操作成功的經驗。請你想想看圓柱體怎麼做呢？做做看才知道解決方法哦～那麼，偏光片該怎麼擺放呢？或是從反方向思考如何解決濾光的問題呢？先不直接給答案，這才是丟問題給學生的方式。答案很簡單，思考一下，從做中發現問題，才能學得深入。

答案：（反白即可）所選的偏光片的偏光軸不要傾斜，其中一組偏光軸均為平行方向，而另一組偏光軸和上一組呈垂直即可。