巧用液晶显示器上的偏振片

巧用液晶显示器上的偏振片

徐巧飞

浙江宁波奉化中学 315500

偏振片利用的是晶体的二向色性（晶体的二向色性这就是晶体对不同方向振动的电矢量具有选择吸收的性质，即某些晶体对 o 光和 e 光的吸收有很大差异）。例如：电气石对 o 光有强烈吸收，对 e 光吸收很弱，用它可产生线偏振光。天然晶体偏振器尺寸不大，成本很高。现今广泛使用偏振片是人工使具有二向色性的细微晶粒的光轴在聚乙烯醇薄膜上定向排列而成的一种透明薄片。

现实生活中偏振片主要应用于：作为许多光学仪器中的起偏和检偏装置；作为照相机的滤光镜，可以滤掉不必要的反射光；制成偏光眼镜，可观看立体电影；若在所有汽车前窗玻璃和大灯前都装上与地面成45°角、且向同一方向倾斜的偏振片，可以避免汽车会车时灯光的晃眼等等。要从上述应用中得到偏振片都有一定的困难，学校实验室中的偏振片也只能在上课时让学生有个大概的认识，为了能保护好实验器材，也不可能让偏振片在学生手中长时间地停留。

随着液晶显示的发展，小到小小计算器，大到电视机、电脑等等都在用液晶显示器代替显像管，任何液晶显示器采用的LCD显示屏，LCD是由两个相互垂直的极化滤光器（偏振片）构成，在正常情况下偏振片的通光方向相互垂直，应该阻断所有试图穿透的光线。但是，由于两个滤光器之间充满了扭曲液晶，在光线穿出第一个滤光器后，会被液晶分子扭转90度，最后从第二个滤光器中穿出。另一方面，若为液晶加一个电压，分子又会重新排列并完全平行，使光线不再扭转，所以正好被第二个滤光器挡住。总之加电将光线阻断，不加电则使光线射出；前后的两片偏振片与中间的扭转液晶是所有液晶显示器的共同组成部分。所以只要建议学生将费旧计算器中的显示器取出，就能得到两片偏振薄膜，学校的偏振片厚而易碎，偏振薄膜片柔软操作方便。

用一片偏振片与上课用的手提电脑（液晶显示屏幕）就能很清晰地做光的偏振演示实验，从液晶显示器出来的已经是线偏振光了，一片检偏器就可演示；学生手中可他们自己得到的两片偏振薄膜片动手实践。

那从费旧计算器中得到的两片偏振薄膜片，还能动手做

高中阶段较难做的薄膜干涉。方法如下：

用学生手中常用的透明胶布带，在一片薄膜上一层层长

短不一地形成一层劈形薄膜层，如图1所示。将另一片偏

振片偏振方向相互垂直地覆盖在已制作好和膜上，如图2

所示。这时就已经能在膜看到各种不同颜色，由于膜的厚

度不是连续地变化所以只能看到如图3所示的不连续的

干涉亮条纹，在两层膜的反面也能看到一样的干涉条纹。如将第二片薄膜放在劈形膜的下面，如图4所示，就会一片漆黑，所以这个现象不是由透过薄膜的折射光形成的，而是光在那层劈

形胶布层的上下表面两次反射的反射光干涉形成的。由

于光无法在第二片偏振片的上表面即透明胶布的下表面图

1

图

2

图

3 图4

上折射，所以光在第二个界面上的反射比肥皂薄膜要强得多，这大概就是为什么在白天就能在两片偏振薄膜片上看到光的干涉，而传统的肥皂薄膜在白天看不到清晰的光的干涉条纹。

如果在两层膜间用空气当薄膜无法看到薄膜干涉，因为光从空气到偏振片表面时光的反射比普通玻璃要弱，所以必须利用其他介质所形成的薄膜。现实生活中用偏光镜消除了反射偏振光，来增加透视，例如人工使具有二向色性的细微晶粒的光轴在玻璃上定向排列而成的一种玻璃，用它当橱窗玻璃可以在窗外很清晰地看到窗内所显列的物品。更何况有的偏光膜的表面镀上一层金属膜，利用光的干涉原理來降低反射值，將反射率降至1%以下。

用液日显示器上的偏振片来做光的偏振实验与光的干涉实验，不但可以让学生认识到事实存在的物理现象，而且还能让学生更多地了解已走进千家万户的高科技与高科技产品，让物理更贴近学生的生活实际，激发学生学习物理的兴趣。