墨镜的光学原理

墨镜的光学原理httpbaikebaiducomview8890htmhttpbaikebaiducomview30579htm众所周知强烈的阳光中含有大量的紫外线和红外线可能损伤眼睛的角膜晶状体httpbaikebaiducomview233318htmhttpbaikebaiducomview48013htm甚至眼底戴一副墨镜可以遮挡或吸收一部分光线减少对眼睛的刺激近几年来由于大家对健康的重视许多人在炎热的夏季外出时都喜欢戴上墨镜以减少阳光的刺激有人也喜欢把它当作装饰墨镜的种类很多可见光红橙黄绿青蓝紫它是对人眼能起视觉作用的光波人眼对不同波长的光有不同的色觉紫光波最短红光波最长其中紫外线中波长为320400nm的是UVA280320为UVB280nm以下为UVC对人类影响最大的是UVA和UVB如果长时间曝晒会造成身体的损坏UVB是对视力有着严重影响的大部分眼角会吸收此种UVB光线它对人体眼睛的损伤是积累下来的会造成白内障等疾病我国西藏地区由于地久高原紫外线照射强烈患白内障病率非常高所以要尽力能阻绝掉此种光源而戴上墨镜后我们能有效的防止有害的紫外线损伤眼睛以下是几种墨镜的护眼方式吸收式吸收式太阳镜是在镜片材料中加上某些金属氧化物这种镜片就可以有选择地把某些有害光滤除掉2偏振式偏振式镜片是利用百叶窗的原理只允许对人眼不会造成伤害的垂直光线通过而将令人刺眼的其他光线偏振掉偏振太阳镜里有块竖偏振片用来滤掉横偏振光想象你手里有一根绳子绳子另一头穿过一片竖篱笆栏拴在树上如果你上下晃动绳子绳子上的波可以顺利传播到树上篱笆像透明的一样而如果你左右晃动绳子绳子就会撞到篱笆的竹子波也就只能传播到篱笆为止这两种波我们分别称作竖偏振波和横偏振波描述的是绳子的振动方向光是一种电磁波也有类似的性质而这个篱笆所对应的就是一种叫做偏振片的东西竖偏振光可以顺利通过竖偏振片而横偏振光则不行如果把这个竖偏振片转90度成为横偏振片则情况会反过来大部分自然光比如阳光是非偏振光也就是说没有一个特定的偏振方向经过任意角度的偏振片之后都会损失掉一半的光而自然光在水面反射之后则会大部分变成横偏振光如果透过一个竖偏振片去看波光粼粼的水面则会发现波光几乎完全消失同样的在玻璃上反射的光线也会有类似的性质摄影时转动镜头前的偏振片可以用来强调玻璃上反射的景物或者强调透过玻璃看到的景物偏振太阳镜基本就是墨镜竖偏振片因为地面和前车玻璃反射的阳光基本是横偏振几乎都被偏振太阳镜滤掉所以通常推荐在开车的时候使用这类墨镜3反射式反射式镜片是根据光线反射性能而在镜面镀膜将有害光线反射出去保护眼球不受伤害在介质表面镀一层增透膜设空气薄膜介质的折射率分别为n1nn2薄膜厚度为d如下图所示在入射角很小的情况下空气与薄膜之间的反射率为薄膜与介质之间的反射率为如果把入射光线的强度仍设为1光线是入射光线经过空气与薄膜的界面一次反射形成的则其强度为光线入射光线经过空气与薄膜的界面两次折射和薄膜与介质的界面一次反射而形成的其强度为光线是入射光线经过空气与薄膜的界面两次折射一次反射和薄膜与介质的界面两次反射而形成的其强度为如果则光线的强度为光线的强度为光线的强度为此光束以后反射到空气中的强度将更小由此可见返回空气中的光线主要是和而其它的光线强度非常小可以略去不计那么只要光线和满足振幅相等正好反相时则相互抵消整个系统的反射光能量接近零根据增透膜增透过程中能量守恒透射过去的光