量子力学|隐藏着量子力学的墨镜

量子力学(Quantum Mechanics) , 为物理学理论 , 是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支 , 主要研究原子、分子、凝聚态物质 , 以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论 。 它与相对论一起构成现代物理学的理论基础 。 量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一 , 而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用 。
19世纪末 , 人们发现旧有的经典理论无法解释微观系统 , 于是经由物理学家的努力 , 在20世纪初创立量子力学 , 解释了这些现象 。 量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解 。 除了广义相对论描写的引力以外 , 迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述(量子场论) 。
在生活中 , 不知道大家有没有玩过开车专用的眼镜 。 如果你曾经戴着它去摸鱼 , 那么你会看到一个非常有趣的现象——
量子力学|隐藏着量子力学的墨镜
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看到了吧 , 戴上这种眼镜 , 就可以观察到水面下的动静 。 这是什么原理啊?
其实 , 这种眼镜是偏光镜 , 是玩专业垂钓和水上运动的标配 , 一些司机也会戴着它防止炫光 。
是这样的 , 光在传播的时候 , 还有这样和传播方向垂直的振动——
量子力学|隐藏着量子力学的墨镜
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向动图右边这样 , 只在一个平面上振动的光就叫做(线)偏振光 。 阳光相当于动图左边 , 是各种偏振光的大杂烩 , 没有明显的偏振 。
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振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振 , 它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志 , 只有横波才有偏振现象 。 光波是电磁波 , 因此 , 光波的传播方向就是电磁波的传播方向 。 光波中的电振动矢量E和磁振动矢量H都与传播速度v垂直 , 因此光波是横波 , 它具有偏振性 。 具有偏振性的光则称为偏振光 。
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根据根据菲涅耳方程 , 去极化的光(如阳光)照射到水平面上 , 反射光是水平方向的线偏振光 。
水平表面反射后 , 水平方向的偏振光比垂直方向的更容易反射 , 所以水面、地面的反射光大部分是由水平方向的偏振光构成的 。
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经过偏振片后 , 特定方向的偏振光被过滤 。
为了避免水面反射的偏振光太刺眼 , 许多太阳眼镜 , 尤其是水上运动的太阳眼镜都是能过滤水平方向的偏振光的偏振片 。