由於上天賜予人類一對眼睛,使我們可以看見彼此與欣賞大自然界的美妙奇景。同時也讓我們可以進一步探索充滿了我們生活當中的神奇光學現象。雖然雙眼已可以讓我們看到大小,亮暗,顏色,形狀與遠近等,但還是有很多光學現象,不是我們的眼睛能直接看得到、感受得到的。本篇文章將介紹一種透過特殊光學濾片—偏振片,才能看到的神奇光學現象—偏振光(polarized light)。

        有機會去科博館觀賞立體電影,在入場時館方會發給觀眾每人一副紙框偏振光眼鏡。眼鏡的鏡片呈現有點暗藍,表面無甚奇異,看起來像某種似曾相識的塑膠片。戴起來,彷彿像太陽眼鏡。可是你大概不會想戴上它走在街頭。(沒錯,有些太陽眼鏡正是用此偏振片材料來製作!)。但戴上它,我們便可欣賞3D的立體影片。看完離開立體劇場,在出口處便有義工們幫忙收觀眾不想帶走的偏振光立體眼鏡。其實這些眼鏡,科博館是鼓勵大家帶回家,再繼續進行另一番光學小探索(鏡框內側有些探索說明文字。)!你若有了它,適時拿出戴上,還可發現一番不同的光學世界。例如,拿起立體眼鏡,適當的以其中一鏡片旋轉至某一角度觀看,你會發現雖然稍微暗了些,但是竟然可以斜看清楚白天水面下魚的動靜。(如照片A,照片B為無法濾除水面反光觀察之情形;照片由周哲仲教授提供。)這件事在頗久以前,捕魚的漁夫早就發現用來看清水底動態而打魚了!所以它還有另外一個奇特的名字 — 神奇漁夫眼鏡 (Magic Fisherman’s glasses)。原來水面上的反射光雖比水面下穿透上來的光較強,但它具有頗高成份的偏振光。利用立體眼鏡上的偏振片,旋轉到適當角度,恰可讓它無法通過。而來自水面下的光線,雖有一部份也因此被濾除,但仍會有相當部份可以通過,因此我們便可看清水下的光景。

         另外一個你可利用此神奇偏振鏡觀察的大自然現象,便是彩虹。逢甲的學生很幸運,除了豐盛美食著名的夜市外,夕陽西下的時光,走出東門(商學館旁的門),在夏天很有機會看到懸掛在天邊瑰麗的彩虹。這時別急著走,摸摸背包口袋,如果上次去科博館留下的立體眼鏡還在,你可以試著不顧他人眼光勇敢的將它戴上,觀看一下裸眼無法看到的斷裂彩虹現象。這個現象,還會隨著您旋轉偏振鏡片,使得透過鏡片看到中斷的彩虹片段,隨之改變位置。實在是神奇!當然這個原因,又與彩虹具有部份偏振光特性脫不了關係。而這個現象,是因彩虹圓弧上不同位置,其偏振光方向逐漸旋轉改變有關。想要進一步知道為什麼,這又是另一個長故事了。或許下次有機會再說。

        後話:話說其實數年前,科博館並未回收立體眼鏡再運用。但由於以前筆者與系上同事,常因辦科學研習活動之需,親自或請學生幫忙去科博館立體劇場,向他們要劇場外垃圾桶內被觀眾丟棄的立體眼鏡。或許是因為我們這麼做,許多老師與科博館本身也開始因辦活動也有需求,於是促成了科博館義工們開始回收觀眾不要的立體眼鏡。如果真的是這樣,那真是意外的功德一件!

照片A:利用科博館立體眼鏡(即偏振片)適當旋轉角度,可觀察到水下魚影。照片截取自周哲仲教授提供所拍攝的相關影片。

照片B:無法濾除水面反光觀察之情形。水面反光樹影蓋住了水下魚影。

照片B:無法濾除水面反光觀察之情形。水面反光樹影蓋住了水下魚影。

【館藏資源】
圖書
書名:微塵大千 : 東方生活中的西方科學
出版社:王寶貫著
館藏地:總館
索書號:300.2 1037  

多媒體資料
書名:活動書櫥 : 重心摩擦力 仿古像框; 光線和顔色
館藏地:多媒體資料區
索書號:VD 300.208 2714 v.3