书城科普读物讲给中学生的课外知识-思·物理现象
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第9章 海水为什么是蓝色?

站在海边,极目远望,大海是蔚蓝色的。然而,如果你把海水盛入盆中来观察,就会发现海水是无色透明的。那大海的蓝色是从何而来的呢?

“选择吸收”是物体呈现各种颜色的主要原因。在一定的波长范围内,若物质对通过它的各种波长的光都作等量(指能量)吸收,且吸收的量很小,则称这种物质为一般吸收;若物质吸收某种波长的光能比较显著,则称这种物质具有选择吸收性。太阳光照射到海面时,一部分光被反射回来,另一部分光折射进入水中。

进入水中的光线在传播过程中会被水吸收。水对光的吸收与光的波长有关,即水具有选择吸收性。水对波长较长的光吸收显著,对波长较短的吸收不明显。红光、橙光和黄光在不同的深度时均被吸收了,并使海水的温度升高。到了一定的深度,绿光也被吸收了。而波长较短的蓝光和紫光遇到水分子或其他微粒会四面散开,或反射回来。所以当海水明净清澈时,被海水吸收最少的蓝光和紫光就反射和散射到我们眼里,我们看见的大海就呈现出蓝色。

但是按照上面的理论,紫光波长最短,散射和反射应当最强烈,为什么海水不带紫色呢?实验表明,人眼对紫光很不敏感,因此对海水反射的紫光视而不见。

第1章立体电影和偏振有没有看过立体电影?在大呼过隐之后,你有没有想过这其中的道理?它就是应用光的偏振现象的一个例子。在观看立体电影的时候,观众要戴上一副特制的眼镜,这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片。这样,从银幕上看到的景象才有立体感。如果不戴这副眼镜看,银幕上的图像就模糊不清了。这是为什么呢?

这就要从人眼看物体的特点说起了。人的两只眼睛同时观察物体,不但能扩大视野,而且能判断物体的远近,产生立体感。这是由于人的两只眼睛同时观察物体时,在视网膜上形成的像并不完全相同,左眼看到物体的左侧面较多,右眼看到物体的右侧面较多,这两个像经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近,从而产生立体视觉。

立体电影是利用两个镜头,如人眼那样从两个不同方向同时拍摄下景物的像,制成电影胶片。在放映时,通过两个放映机,把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映,使这略有差别的两幅图像重叠在银幕上。这时如果用眼睛直接观看,看到的画面是模糊不清的,要看到立体电影,就要在每架电影机前装一块偏振片,它的作用相当于起偏器。从两架放映机射出的光,通过偏振片后,就成了偏振光。左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直,因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众处,偏振光方向不改变。观众用上述的偏振眼镜观看,每只眼睛只看到相应的偏振光图像,即左眼只能看到左机映出的画面,右眼只能看到右机映出的画面,这样就会像直接观看那样产生立体感觉。

这就是立体电影的原理。