甘志星
炎炎烈日,刺眼的太陽光讓喜歡戶外活動的人們苦惱不已,這時,太陽鏡便成了我們在烈日下的救星。太陽鏡猶如操縱光線的魔術(shù)師,可以濾除人眼不希望接觸到的光線,減輕強(qiáng)光刺激對眼睛造成的傷害。事實(shí)上,從外太空進(jìn)入地球的紫外線因?yàn)楣庾宇l率高、能量大,長時間的照射會損傷角膜和視網(wǎng)膜。要阻擋夏日紫外線對眼睛的侵襲,種類繁多的太陽鏡便成為我們的首選。
初級魔術(shù)師 常規(guī)太陽鏡
常規(guī)太陽鏡在鏡片材料中摻入一些對紫外線具有特殊吸收能力的金屬粉末,如鐵、銅、鎳等。當(dāng)金屬顆粒的尺寸達(dá)到納米級時,它們的電子結(jié)構(gòu)會發(fā)生根本性的變化,針對性地吸收高頻率的光子。當(dāng)太陽光通過鏡片時,鏡片能夠?qū)θ肷涞奶柟饩€進(jìn)行有選擇的吸收,濾除掉對眼睛造成傷害的紫外線。
除了添加金屬物質(zhì),常規(guī)太陽鏡還經(jīng)常采用在鏡片表面鍍上一層特定透光薄膜的方式來“對付”紫外線,通過對薄膜厚度和薄膜物質(zhì)折射系數(shù)的控制,太陽鏡便可以實(shí)現(xiàn)紫外線在鏡片和薄膜表面的相消干涉,從而針對性地消除紫外線。
常規(guī)太陽鏡猶如一個初級的光線魔術(shù)師,能將光線中的紫外線濾除,對光線進(jìn)行一些簡單的變幻,但是還不夠酷炫。
多姿多彩魔術(shù)師 變色太陽鏡
在強(qiáng)光或者大地積雪時駕駛汽車,一副深色墨鏡往往能夠保護(hù)你的眼睛免受強(qiáng)光和雪地反射光長時間的刺激,但當(dāng)汽車駛?cè)胨淼阑蚴瞧渌恍┕饩€較暗的地方時,深色鏡片又會阻擋過多的光線,反倒成了累贅。常規(guī)太陽鏡沒轍,這時便輪到變色太陽鏡這位更為高級的光線魔術(shù)師出場了。變色太陽鏡在陽光下時,是一副深顏色的墨鏡,濃黑的玻璃鏡片能夠有效遮擋耀眼的光線;而在光線柔和的地方,它又變身成和常規(guī)眼鏡一樣,透明無色。
變色太陽鏡實(shí)現(xiàn)變色的奧秘就在于它特殊的“光致變色”玻璃鏡片。變色太陽鏡在制造過程中加入了鹵化銀類(如氯化銀、溴化銀等)光敏感物質(zhì),鹵化銀是個“兩面派”,具有兩種不同的身份。當(dāng)鹵化銀微晶受到紫外線或短波可見光等激活光照射時,鹵素離子會放出電子,電子被銀離子吸收后,銀離子便被還原成銀原子。由此一來,鹵化銀便在強(qiáng)光的照射下完成了華麗變身,從無色的鹵化銀分解成為透明的鹵素原子和不透明的銀原子。借助銀原子,玻璃鏡片的透光率會進(jìn)一步降低,同時聚集成膠體的若干銀原子也會使玻璃呈現(xiàn)出別樣的淺灰或茶褐色。
在變色太陽鏡變色的過程中,光線不僅是其需要“對付”的對象,同時也是整個變色魔術(shù)的“托”。光線首先幫助鹵化銀發(fā)生身份轉(zhuǎn)換,形成銀原子。由于變色鏡片中的鹵素不會逸失,因此變色是一個可逆的過程。當(dāng)作用光線移除后,銀原子與鹵素重新結(jié)合,鹵化銀又變回它的本來面目,鏡片也恢復(fù)到原來的無色透明或淺色狀態(tài)。
多才多藝魔術(shù)師 偏光太陽鏡
下雪天,很多人可能都會有這樣的經(jīng)歷:直視潔白的雪面就如同直視陽光一樣,十分刺眼,嚴(yán)重時還可能引起眼瞼紅腫、結(jié)膜充血水腫等雪盲癥癥狀,對眼睛造成損傷。雪地對日光的反射率極高,當(dāng)直射光或是反射光的亮度達(dá)到4千流明時,人眼接收光線就開始變得吃力,而在晴朗的日子里,雪地所反射的光亮度高達(dá)1萬流明以上。
除了雪地,水面、柏油路面、鏡面也會產(chǎn)生類似的眩光。與自然光不定向振動的波形不同,這些界面的反射光是振動方向一致的電磁波,也被稱作偏振光,自然光和偏振光就好比一群無秩序隨意走動的人群與一批邁著整齊步伐行進(jìn)的士兵。偏振光鏡片只允許和鏡片偏振方向一致的偏振光通過,借助偏振光鏡片的魔法處理,無序的自然光就會變成步伐整齊的偏振光。眩光本身就是偏振光,絕大多數(shù)都不會正好和偏振光鏡片的偏振方向一致,這樣大部分的對視覺有影響的眩光便會被消除,而整個環(huán)境的亮度并不會受到影響。
除了“消滅”令人眩暈的眩光,偏光魔術(shù)師還有更高的本領(lǐng)——3D影像其實(shí)也可以通過偏振光原理來實(shí)現(xiàn)。立體感產(chǎn)生的主要原因是左右眼看到的畫面不同,由此在腦海中形成有差異的畫面疊加,從而構(gòu)建立體輪廓。利用兩組鏡頭拍攝立體圖像時,左邊鏡頭的影像經(jīng)過一個橫偏振片過濾,得到橫偏振光;右邊鏡頭的影像經(jīng)過一個縱偏振片過濾,得到縱偏振光。借助偏光眼鏡一左一右的兩個橫、縱偏振片,便能保證左邊鏡頭拍攝到的東西只能進(jìn)入左眼,右邊鏡頭拍攝到的東西只能進(jìn)入右眼,于是一個個栩栩如生的立體影像便能呈現(xiàn)在我們面前??磥砥庋坨R果真是一位多才多藝的魔術(shù)師!