关于偏振片在现实生活中的应用

关于偏振片在现实生活中的应用

五院二队耿西英智（201005019002）

摘要：偏振片是一种可以产生和检验偏振光的光学器件。在生活中，我们可以利用偏振片的这一特性制造出各种各样的器件，解决一些实际问题。

关键词：偏振片光

在生活中，我们经常会碰到这样或那样的与光有关的困扰，怎么解决这些问题呢？这当中不可避免地要用到各种各样的光学器件，其中，偏振片就是很重要的一种，就让我们来看看在现实生活中它们有什么作用吧。

一. 在采光系统中的应用

在采光系统中，经常涉及到改变采光强度的问题，以往都是采用机械的方法遮光，但是这样有很大的弊端，比如说采光不均匀控制困难等，那么，我们如何用偏振片来解决这个问题呢？

由马吕斯定律：

I=I0co s2θ

其中θ为线偏振光偏振方向与偏振片偏振化方向的夹角，I0、I分别为入射

光光强与透射光光强。

由此我们可以看出，要由偏振片控制光照强度的话，入射光线必须是偏振光，因此必须先用偏振片将自然光转变为偏振光如图所示：

P1P2

如图所示，自然光通过两块相互重叠放置的偏振片通过改变两片偏振片偏振化方向的夹角，我们可以精确控制射入室内光线的强度，这种设计非常适用于实验室，会议室等对光亮度要求比较高的场所，不足之处在于最终射入室内的光强最多只能为自然光强度的二分之一，考虑到这一点，可以用平面镜或凹面镜增加入射自然光的光强，以达到在准确控制光强的同时不至于使最大光强较小的目的。

二. 在教学系统中的使用

随着多媒体技术的发展，越来越多的教员选择在上课的时候使用多媒体设备，其中就不可避免地要用到投影仪，由于教员往往正对着投影仪，投影仪发出的强光往往直接进入教员眼睛，长年累月，这可能会对眼睛造成很大的伤害，在这儿，我们可以利用偏振片解决这个问题，在投影仪出光口前加一片偏振片，同时，教

员上课时佩戴同样由偏振片制成的眼镜，并且使投影仪前偏振片与眼镜上偏振片的偏振化方向垂直，这样，就可以在不影响教员上课的情况下减小投影仪光线造成的伤害了。

三. 在交通系统中的应用

由以上我们可以自然地联想到能不能利用上面的方法来解决交通中的一些问题呢，我们有这样的体验，晚上我们坐在车里，对面车辆射出来的光会刺得我们睁不开眼睛，或者视野完全被这些光占据，这种情况下很容易酿成车祸。利用上面的原理，我们可以解决这个问题。

试想这样一种情况，一辆车车灯发出的光为偏振光，驾驶员戴着偏振化方向与偏振光相同的偏振片眼镜，驾驶员能看见反射回来的光吗？（方便起见，近似认为车灯与观察者的眼睛处于空间同一点）

由光的反射定律，我们可得光线必与反射处平面垂直，即如图：

v0

反

在反射面上，质点由于波的作用而产生振动，由惠更斯原理我们可知，反射波由反射面上质点的振动形成，显然反射波同入射波一样为线偏振光，且二者振动面重合，故驾驶员完全可以接收到自己汽车车灯发出并反射回来的光。因此，只要对面行驶的汽车发出的也是偏振光，并且偏振方向与驾驶员所佩戴偏振片眼镜偏振化方向垂直，这样的话，司机就可以不受对面汽车车灯的干扰而只接收自己汽车发出反射回来的光了。

那么，我们如何制定一个统一的标准，使得任意两辆对面行驶的汽车车灯偏振光振动方向都相互垂直呢？我们自然地会想到使所有偏振片偏振化方向均与地面成四十五的夹角，并偏向同一方向，这样，任意两辆相对行驶的汽车都会满足上述要求。

四.存在的问题与不足

目前，有很多因素制约着偏振片的应用，主要有以下几点：

1.偏振片机械性能不好，容易损坏，工业生产中的偏振片主要是以高分子

化合物聚乙烯醇薄膜作为基片，在高温作用下容易变形，不适应经常裸

露在外的工作环境，如车灯、窗户等。

2.自然光在透过偏振片时，会损失一半的光强，采用偏振片往往会使光强

过低而达不到要求。

为了解决上面的一些问题，我提出一些自己的看法。

为了解决强度问题，可以借鉴复合材料的方法，在两块玻璃板中间插入一张

偏振片薄片，将其用透明树胶粘在一起。这样可以对偏振片起到保护作用，可以解决偏振片强度问题。

对于光强减小的问题，由于这是由偏振片的光学特性决定的，因此只能通过加强入射光的强度来解决。

以上我们简单地从物理的角度谈了偏振片在生活中的一些可能的应用。偏振光目前在实际生活中已经有很多应用，如光学传感器中的应用、光照射影技术、显微镜椭圆仪以及光谱分析仪中的应用、光纤传感器应用表面探伤应用等。相信随着工艺的进步，偏振片的应用也会越来越多。

【参考资料】

●《大学物理学（下册）》李承祖杨丽佳编科学出版社

●《光学》易明编高等教育出版社

●《晶体物理学》俞文海刘皖育中国科学技术大学出版社