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如何解释下面这种验证圆偏振3D眼镜的方法?

seldom 回答数3 浏览数1189
圆偏振3D眼镜由1/4波片和线偏振片组成,为何逆时针和顺时针旋转45°时会出现蓝色和黄色?显示器出来的是线偏振光,经过1/4波片变成圆偏振光,再经过线偏振片或是线偏振光,难道颜色的变化和干涉有关?
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| 来自北京
anrdvre | 来自北京
题主困惑的是为啥眼镜左右转时出现颜色的不同,对吧?
应该是1/4片造成的屏幕线偏光发生偏转的后与线偏片角度在左右转时不一样了。原来的屏幕线偏光经过1/4片后产生两个分量都新组合,组合光的频率与屏幕线偏光会不同,在它们与正放眼镜时的光色做比较时,右转时组合光频率降低,波长变长,呈现偏黄;左转时组合光频率变大,波长变短,呈现偏蓝。
若两片线性偏振片相对,只要转角合适(90°),光线就能被遮住。但若在偏振片之间加了圆偏振片,这三片组合无论角度调整到哪里,都没法全遮光的。因为屏幕偏振光被圆偏振片搞成非线性偏振光了,则第二片偏振片无论相对屏幕偏振片转角如何,都无法把圆偏振光都遮掉。
但若用线性偏光片对着屏幕(圆偏振片背着屏幕),角度适当,就黑了。这也说明屏幕的偏振光方向不是垂直或水平的,而是45°的。
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447229829 | 未知
不是很能看懂题意,"如何解释验证方法?",不过可以就我目前的理解粗略解释一下这种3D眼镜的原理吧,也不一定对。
以前的3D眼镜都是线偏振光,现在家附近的电影院用的眼镜不一样,当时我也觉得很好奇。后来上网查偏振,注意到"圆偏振光"这个东西。
比如一个圆偏振光光子,它往前走的时候电场的指向是螺旋形往前走的。可以看作是垂直偏振和水平偏振的叠加态,或者说这束光的波可以看作是一个垂直偏振光束和水平偏振光束叠加在一起(垂直分量和水平分量有一个相位差,这个相位差决定了它是左旋还是右旋。°抑或是椭圆形,先不考虑椭圆形°),那这样的光通过线性偏振片的时候,不管线性偏振片处于什么角度都不会被完全阻碍,但是比如线性偏振片是水平方向的,那圆偏振光(垂直和水平叠加)通过线性偏振片之后当然垂直方向的分量就被过滤掉了。
圆偏振光形成的原理嘛不是很懂,感兴趣可以搜一下,关键词可以写双折射。分享一个双折射的一种解释
【双折射中O光和E光到底是怎样产生的呢?】FritzVonLu屌丝鲁:… https://www.zhihu.com/question/39325937/answer/123990279?utm_source=com.android.mms&utm_medium=social (分享自知乎网)
所以呢好像就是说这个晶体对垂直线性偏振光和水平偏振光的传播速度不一样,使垂直和水平两个分量形成光程差。好像是控制晶体厚度来控制光程差。假设入射光线的垂直分量和水平分量强度相同相位相同(其实就是一个与水平方向夹脚45°的线偏振光),并且光程差是1/4个波长那就是圆偏振光(在空间坐标中想象一下很容易理解,光波从后往前射 <设为x正方向>,比如垂直方向分量是sin(x),水平方向分量在晶体内传播速度慢被拖后1/4个波长所以是cos(x),那两个分向量加在一起不就是一条逆时针螺旋嘛)。
继续在空间坐标想象可以得出,一条与水平方向+45°线偏振光通过晶体变成左旋圆偏振光(也可能是右旋,是晶体放置的方向决定的,把晶体旋转90°圆偏振光就变反方向),再次通过同样放置的晶体就变成-45°线偏振光,再通过就变成与之前旋转方向相反的圆偏振光,再次通过就变回+45°线偏振光。
这样的晶体叫1/4波片,因为造成了1/4个波长的光程差。

把一个1/4波片放在一个线性偏振片前面,1/4波片的两个轴向和线偏振片方向夹脚为45°,就是这种3D眼镜的镜片。
示意图:
假设电影荧幕发出的左眼图像光线是左旋圆偏振光,右眼图像是右旋圆偏振光
. . \. . . . . . . . . /
. . / 左旋 . . . . \ 右旋
. . \. . . . . . . . . /
. . /. . . . . . . . . \
|============|  左眼第一层,1/4波片
. . ! . 垂直 . . . --- . . 水平
. . ¡ . 线性 . . . .--. . .线性
. . ! . 偏振. . . .---. . .偏振
. . ¡ . 光. . . . . .--. . . .光
[============] 第二层,线偏振片
. . !
. . ¡
. . !
. . ¡

这样应该能解释问题图中的明暗现象。至于黄色蓝色的偏色现象,是这样一个问题: 我们之前分析的光波是固定波长的,但不同颜色波长不同。如果我用的1/4波片的光程差能使绿光水平向和垂直向产生1/4个绿波长的差别,那是不是不足以把红光拖后1/4个红波长,而又把蓝光拖后超过了1/4个蓝波长呢?那么它是不是形成的就是椭圆偏振光?用旋转的偏振片观察椭圆偏振光,是不是有此种颜色的明暗变化?
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52086 | 来自广东
我实际试了下,RealD的偏振镜跟跟你说的是一致的,但是MI的跟你说的不一样,MI的两边镜片只会一侧偏红另一侧偏蓝,眼镜片朝向自己时只会一只眼变黑。下图中黄色眼镜为MI的,橙色为RealD的
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