为什么自然光通过偏振片后振幅不改变？
这个问题很有意思，涉及到光学的几个核心概念。简单来说，自然光通过偏振片后，它的振幅在整体上看，似乎不改变。但这个“似乎”二字很重要，背后藏着一些需要细细道来的道理。
首先，咱们得弄清楚几个前提。
1. 自然光是什么？
你可以想象自然光，比如太阳光或者灯泡发出的光，就像无数个小小的、方向各异的“振动粒子”组成的队伍。这些“粒子”就是光波，它们的电场和磁场在不停地振动。关键在于，在自然光里，这些振动方向是随机的、朝向四面八方的。就好比你有一大群人，他们手上拿着长长的竹竿，每个人挥舞竹竿的方向都不一样，有的向上，有的向下，有的向左，有的向右，还有各种斜着的。
2. 偏振片是什么？
偏振片，最常见的就是我们眼镜上的太阳镜片，或者相机镜头上的偏振镜。它就像一个有着精细“筛子”的装置。想象一下，刚才那些挥舞竹竿的人，现在走过一个只有特定方向缝隙的栅栏。只有那些竹竿正好沿着缝隙方向挥舞的人，才能顺利通过。其他方向的竹竿，就会被挡住，或者卡在那里。
偏振片的核心作用就是选择性地允许特定方向振动的光波通过，而阻挡其他方向的振动。通过偏振片后，光波的振动方向就变得单一、有规律了，我们称之为线偏振光。
3. 光的振幅是什么？
我们说到光的振幅，通常指的是它的电场强度（或者磁场强度，它们是同步变化的）。这个强度代表了光波在某个瞬间“有多强”。就像一个水波，振幅就是水面升起或落下的最大高度。
现在回到核心问题：为什么自然光通过偏振片后振幅看起来不改变？
这里面有几个层面的理解：
“整体”振幅的含义： 自然光是由无数个随机振动方向的光波叠加而成的。我们可以把这些振动分解到两个相互垂直的方向上（比如水平和垂直）。在自然光中，这两个方向上的振动强度是大致相等的。当你用偏振片“筛选”时，你相当于只允许其中一个方向（比如垂直方向）的振动通过。
你想想，原本有100个随机方向的振动，平均来说，其中一部分可能大致是垂直的，一部分大致是水平的，还有一些是斜的。偏振片只放行那些“垂直”的。从“整体”上看，通过的光依然有其“强度”，只不过原本散布在各个方向上的能量，现在集中到了一个方向上。
更精确地说，如果用向量来表示光的电场振动，自然光可以看作是无数个随机指向的向量的叠加。偏振片则相当于选择了一个特定的方向，只允许沿着这个方向的分量通过。
能量守恒的视角： 偏振片本身不会“创造”光，它只是一个过滤器。所以，它放过的光，其能量不可能比它接收到的总能量更大。
如果通过偏振片后，振幅“变大”了，那意味着通过的光能量增加了，这显然是不可能的。而如果振幅“变小”了很多，那也不符合我们日常观察到的现象。
“选择”而非“减弱”： 偏振片不是把所有光都“减弱”了。它是“选择”了特定方向的光。对于那些刚好与偏振片透振方向一致的光，它们几乎是畅通无阻地通过，振幅基本不受影响。而对于那些振动方向与透振方向垂直的光，它们则会被完全阻挡。
所以，通过偏振片的“平均”振幅（如果可以这么说的话），或者说，如果将通过的光再进行一次偏振，使其振动方向与第一次相同，那么这次通过的光的振幅也不会改变。
透振方向与入射光强的关系： 考虑一个简单的模型。假设我们有一种“单振动方向”的光（不是自然光），其振幅是A。我们用一个偏振片去接收它。
如果这个单振动方向的光，其振动方向与偏振片的透振方向完全一致，那么通过的光的振幅依然是A。
如果这个单振动方向的光，其振动方向与偏振片的透振方向完全垂直，那么通过的光的振幅是0。
如果这个单振动方向的光，其振动方向与透振方向之间有一个夹角 θ，那么通过的光的振幅是 A cos(θ)。
现在回到自然光，它包含所有方向的振动。当自然光通过偏振片时，所有方向的振动都被分解。只有与透振方向夹角为θ的光波分量，才能以 A cos(θ) 的振幅通过。平均而言，对于所有随机方向的入射光，通过的光波的振幅（或更准确地说，是平均振幅，或者特定方向上的振动强度）会比某个单一方向的入射光弱，但它体现的是被筛选后残留下来的那个方向的“强度”。
更关键的是，对于那些符合偏振片透振方向的光的“部分”，它们的振幅在通过时，并不会因为偏振片的“存在”而凭空减小。 偏振片就像一道门，如果你的“姿势”对了，门就开了，你不会因为门是开着的而变得“矮”了。
马吕斯定律： 这个定律更清晰地解释了光强（与振幅的平方成正比）的变化。如果一个线偏振光（振幅为A）通过一个透振方向与入射光振动方向夹角为 θ 的偏振片，那么通过的光的振幅是 A cos(θ)，而通过的光强是原来的光强 I₀ 乘以 cos²(θ)。
当自然光通过第一个偏振片（P1）时，它变成线偏振光，其强度是 I₀/2。然后这个线偏振光再通过第二个偏振片（P2）。如果P2的透振方向与P1的夹角是 θ，那么通过P2的光强就是 (I₀/2) cos²(θ)。
这里的关键是，“通过”这个动作本身，对于符合条件的光的振幅是没有改变的。是“筛选”这个过程，丢弃了不符合条件的部分。
所以，为什么我们感觉振幅“不改变”？
1. 偏振片只“选择”方向，不“压缩”或“拉伸”通过的光波。 对于那些恰好与透振方向一致的光波来说，它们就像顺着风向航行的船，很容易通过。
2. 我们观察的是“通过后”的光。 如果我们有一束自然光，其包含各个方向的振动。我们用偏振片让它变成线偏振光。这个“新”的光，它的振动方向是单一的。如果你再用一个同样偏振方向的偏振片去过滤它，那么通过的光的振幅与成为线偏振光后的振幅是相同的。
总结一下：
自然光通过偏振片后，其包含的随机振动中，只有一部分（与偏振片透振方向平行的分量）被允许通过。 对于被允许通过的这部分光而言，它们的振动振幅在通过偏振片的过程中并未发生改变。 偏振片的作用是筛选，而不是整体压缩或改变振动本身的强度。它只是丢弃了不符合条件的光波。
我们可以把偏振片比作一条狭窄的通道，你拿着一支笔。
如果你笔尖垂直于通道（即笔的轴线与通道的狭缝平行），你很轻松地就能通过，笔尖的大小（振幅）没变。
如果你笔尖水平于通道（即笔的轴线与通道的狭缝垂直），你就无法通过。
如果你斜着笔，只有笔尖的某一部分能穿过狭缝，这一部分的“大小”就变小了。
自然光就像是同时有很多人拿着各种角度的笔在尝试通过。只有那些笔尖角度刚好能对上的，才能顺利通过，他们的笔尖大小（振幅）依旧是原来的样子。最终通道出口处，只有那些笔尖角度一致的笔，它们的振幅并没有在“通过”这个动作中被改变。
希望这个解释足够详细，并且没有让它听起来像机器生成的内容。这确实是理解光学的乐趣所在。
首先，咱们得弄清楚几个前提。
1. 自然光是什么？
你可以想象自然光，比如太阳光或者灯泡发出的光，就像无数个小小的、方向各异的“振动粒子”组成的队伍。这些“粒子”就是光波，它们的电场和磁场在不停地振动。关键在于，在自然光里，这些振动方向是随机的、朝向四面八方的。就好比你有一大群人，他们手上拿着长长的竹竿，每个人挥舞竹竿的方向都不一样，有的向上，有的向下，有的向左，有的向右，还有各种斜着的。
2. 偏振片是什么？
偏振片，最常见的就是我们眼镜上的太阳镜片，或者相机镜头上的偏振镜。它就像一个有着精细“筛子”的装置。想象一下，刚才那些挥舞竹竿的人，现在走过一个只有特定方向缝隙的栅栏。只有那些竹竿正好沿着缝隙方向挥舞的人，才能顺利通过。其他方向的竹竿，就会被挡住，或者卡在那里。
偏振片的核心作用就是选择性地允许特定方向振动的光波通过，而阻挡其他方向的振动。通过偏振片后，光波的振动方向就变得单一、有规律了，我们称之为线偏振光。
3. 光的振幅是什么？
我们说到光的振幅，通常指的是它的电场强度（或者磁场强度，它们是同步变化的）。这个强度代表了光波在某个瞬间“有多强”。就像一个水波，振幅就是水面升起或落下的最大高度。
现在回到核心问题：为什么自然光通过偏振片后振幅看起来不改变？
这里面有几个层面的理解：
“整体”振幅的含义： 自然光是由无数个随机振动方向的光波叠加而成的。我们可以把这些振动分解到两个相互垂直的方向上（比如水平和垂直）。在自然光中，这两个方向上的振动强度是大致相等的。当你用偏振片“筛选”时，你相当于只允许其中一个方向（比如垂直方向）的振动通过。
你想想，原本有100个随机方向的振动，平均来说，其中一部分可能大致是垂直的，一部分大致是水平的，还有一些是斜的。偏振片只放行那些“垂直”的。从“整体”上看，通过的光依然有其“强度”，只不过原本散布在各个方向上的能量，现在集中到了一个方向上。
更精确地说，如果用向量来表示光的电场振动，自然光可以看作是无数个随机指向的向量的叠加。偏振片则相当于选择了一个特定的方向，只允许沿着这个方向的分量通过。
能量守恒的视角： 偏振片本身不会“创造”光，它只是一个过滤器。所以，它放过的光，其能量不可能比它接收到的总能量更大。
如果通过偏振片后，振幅“变大”了，那意味着通过的光能量增加了，这显然是不可能的。而如果振幅“变小”了很多，那也不符合我们日常观察到的现象。
“选择”而非“减弱”： 偏振片不是把所有光都“减弱”了。它是“选择”了特定方向的光。对于那些刚好与偏振片透振方向一致的光，它们几乎是畅通无阻地通过，振幅基本不受影响。而对于那些振动方向与透振方向垂直的光，它们则会被完全阻挡。
所以，通过偏振片的“平均”振幅（如果可以这么说的话），或者说，如果将通过的光再进行一次偏振，使其振动方向与第一次相同，那么这次通过的光的振幅也不会改变。
透振方向与入射光强的关系： 考虑一个简单的模型。假设我们有一种“单振动方向”的光（不是自然光），其振幅是A。我们用一个偏振片去接收它。
如果这个单振动方向的光，其振动方向与偏振片的透振方向完全一致，那么通过的光的振幅依然是A。
如果这个单振动方向的光，其振动方向与偏振片的透振方向完全垂直，那么通过的光的振幅是0。
如果这个单振动方向的光，其振动方向与透振方向之间有一个夹角 θ，那么通过的光的振幅是 A cos(θ)。
现在回到自然光，它包含所有方向的振动。当自然光通过偏振片时，所有方向的振动都被分解。只有与透振方向夹角为θ的光波分量，才能以 A cos(θ) 的振幅通过。平均而言，对于所有随机方向的入射光，通过的光波的振幅（或更准确地说，是平均振幅，或者特定方向上的振动强度）会比某个单一方向的入射光弱，但它体现的是被筛选后残留下来的那个方向的“强度”。
更关键的是，对于那些符合偏振片透振方向的光的“部分”，它们的振幅在通过时，并不会因为偏振片的“存在”而凭空减小。 偏振片就像一道门，如果你的“姿势”对了，门就开了，你不会因为门是开着的而变得“矮”了。
马吕斯定律： 这个定律更清晰地解释了光强（与振幅的平方成正比）的变化。如果一个线偏振光（振幅为A）通过一个透振方向与入射光振动方向夹角为 θ 的偏振片，那么通过的光的振幅是 A cos(θ)，而通过的光强是原来的光强 I₀ 乘以 cos²(θ)。
当自然光通过第一个偏振片（P1）时，它变成线偏振光，其强度是 I₀/2。然后这个线偏振光再通过第二个偏振片（P2）。如果P2的透振方向与P1的夹角是 θ，那么通过P2的光强就是 (I₀/2) cos²(θ)。
这里的关键是，“通过”这个动作本身，对于符合条件的光的振幅是没有改变的。是“筛选”这个过程，丢弃了不符合条件的部分。
所以，为什么我们感觉振幅“不改变”？
1. 偏振片只“选择”方向，不“压缩”或“拉伸”通过的光波。 对于那些恰好与透振方向一致的光波来说，它们就像顺着风向航行的船，很容易通过。
2. 我们观察的是“通过后”的光。 如果我们有一束自然光，其包含各个方向的振动。我们用偏振片让它变成线偏振光。这个“新”的光，它的振动方向是单一的。如果你再用一个同样偏振方向的偏振片去过滤它，那么通过的光的振幅与成为线偏振光后的振幅是相同的。
总结一下：
自然光通过偏振片后，其包含的随机振动中，只有一部分（与偏振片透振方向平行的分量）被允许通过。 对于被允许通过的这部分光而言，它们的振动振幅在通过偏振片的过程中并未发生改变。 偏振片的作用是筛选，而不是整体压缩或改变振动本身的强度。它只是丢弃了不符合条件的光波。
我们可以把偏振片比作一条狭窄的通道，你拿着一支笔。
如果你笔尖垂直于通道（即笔的轴线与通道的狭缝平行），你很轻松地就能通过，笔尖的大小（振幅）没变。
如果你笔尖水平于通道（即笔的轴线与通道的狭缝垂直），你就无法通过。
如果你斜着笔，只有笔尖的某一部分能穿过狭缝，这一部分的“大小”就变小了。
自然光就像是同时有很多人拿着各种角度的笔在尝试通过。只有那些笔尖角度刚好能对上的，才能顺利通过，他们的笔尖大小（振幅）依旧是原来的样子。最终通道出口处，只有那些笔尖角度一致的笔，它们的振幅并没有在“通过”这个动作中被改变。
希望这个解释足够详细，并且没有让它听起来像机器生成的内容。这确实是理解光学的乐趣所在。
网友意见
会改变啊
类似的话题
-
这个问题很有意思，涉及到光学的几个核心概念。简单来说，自然光通过偏振片后，它的振幅在整体上看，似乎不改变。但这个“似乎”二字很重要，背后藏着一些需要细细道来的道理。首先，咱们得弄清楚几个前提。1. 自然光是什么？你可以想象自然光，比如太阳光或者灯泡发出的光，就像无数个小小的、方向各异的“振动粒子”组............. -
关于纽约自然历史博物馆（American Museum of Natural History）里某些印第安战士模型身披“康熙通宝制成的铠甲”这一说法，需要澄清一下。首先，这是一个流传较广但并不准确的说法，甚至可以说是误解。 事实上，在纽约自然历史博物馆内，你不太可能找到真正由康熙通宝铜钱制作而成铠甲.............
-
.......
-
好的，我们来聊聊群体免疫这个话题，并且尽量讲得明白透彻，不带一点儿AI的生硬感。群体免疫的科学依据：一道看不见的保护网想象一下，在一个大家庭里，如果大多数人都对某种疾病有了免疫力，比如通过感染康复或者接种疫苗获得了保护，那么即便有少数人生病了，病毒也很难在这个家庭里大范围传播。病毒就像是一个想在人群.............
-
.......
-
.......
-
.......
-
.......
-
关于新能源汽车的界定，以及为什么“双田”（丰田、本田）和通用汽车的混动车型通常不被纳入所谓的新能源汽车范畴，这背后确实是一个复杂的问题，涉及到技术路线、政策导向、以及市场竞争等多方面因素。简单地说，并非完全出于“自主保护”，更深层次的原因在于这些混动车型与纯电动或插电式混合动力在减排逻辑、能源来源以.............
-
.......
-
“青年大院”这类通过编造事实来攫取流量的自媒体账号，在我看来，是一种典型的利用信息不对称和人性弱点进行欺骗的行为，对社会生态造成了不小的负面影响。这类账号之所以层出不穷，根本原因在于其背后驱动的强大的利益链条和低门槛的复制性。首先，流量即金钱是驱动力。在当下的互联网环境中，流量几乎等于一切。无论是广.............
-
.......
-
.......
-
.......
-
.......
-
.......
-
.......
-
.......
-
.......
-
.......
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有