2013年1月19日

科學玩具-光學-光學遊樂園(四)


利用偏光片就有可能出現不同的光學效果,只不過偏光片需要旋轉才能產生讓光時強時弱的現象。剛買來的偏光片都會有保護膜,所以在使用前要撕除,這是第一次使用的人常常會遺忘的步驟。如果只是把兩片偏光片疊起來慢慢旋轉,就會發現穿透過板子而來的光時強時弱,決定光是否通過的因素就在於偏振軸的方向。

一般來說,我們還可以這樣做:在透明塑膠片上貼上透明膠帶,再把塑膠片放在兩片偏光片的中間。固定其中一片偏振片,而讓另一片慢慢旋轉,在燈光的照射下,就會發現有貼膠帶的地方和其他沒貼膠帶的地方所能穿透過來的光有所不同。
直接在玻璃片上作偏光處理,使得旋光物質的「雙折射」現象因此產生
由於玻璃片可以旋轉,讓偏振軸的方向不斷改變
所以會發現光線明暗與顏色一直在變化

換成貼兩層膠帶呢?任意貼上多層膠帶呢?你會發現每一區膠帶能通過的光都不一樣,就像教堂的彩色玻璃一樣,出現各種不同的顏色,而且貼的層數與貼的角度不同,還可以設計出不同的花樣來。
原因就在於膠帶讓偏振光的方向發生扭轉,扭轉的角度與膠帶的製程、密度、厚度和光的波長有關。不同的色光,擁有不同的波長,偏振光的方向偏轉了多少會因色光的波長而異。如果綠光能通過第二片偏振片,不代表紅光可以通過,如此一來,就可以在偏振片後觀察到綠光。

若是光線可以斜向穿透物體,則會在不同物質的交界面上產生折射現象。觀察者可以在不同的角度,看到不同方向的折射光。光進入眼睛後,經過一連串的訊號傳遞後產生視覺,便可以意識到物體的形狀、顏色與大小等物理性質。

底下這種算是在商品上最常見的光學應用,只要有在便利商店消費,隨時隨地都可以收集得到,圖案會隨著觀察者的角度不同而變化,可以變化二到三種圖案出來。以往都是自己拿著變換卡上下旋轉,這裡的展品則是要讓參觀者自己走一圈,看看黃道十二宮內的星座圖案變化,這樣的排列有點像圓桌武士般。
讓人匪夷所思的是,左圖的金牛座為什麼是蛇的頭上長角?
右圖中的白羊座跟星星有什麼關係呢?雙魚座是烏賊的化身?

走了一圈,十二個星座完全看過一遍,就像宇宙中的天體運行了一年。而且不同於一般的變換卡的地方是:為了配合參觀者繞圓周一圈的觀察方式,它的圖案必須是左右變化的,而不能是前後變化。其實只要讓複合圖案的列印和光柵板的設置稍稍做一些變化,轉個90度而已,折射原理是完全沒變的哦!
旁邊的一面牆上還有許多雙「深遂的眼睛」,你盯著它看,它就盯著你看
這跟立體恐龍的原理是一樣的

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