全偏振光是偏振光的特殊情況,是偏振角為90度的偏振光。
光可以看作是由一些微小的波構成的。這些波可以在任
何一個平面上振動。在一個特定的光束中,有些波可以上下
振動,有些波左右振動,有些波則沿對角方向振動。它們的
振動方向可能均勻地分布在所有各個方向上,沒有一個振動
平面占優(yōu)勢或者在光波中比其他平面占有更大的份額——普
通的太陽光或電燈泡的光都是這樣。
可是,現在讓我們設想光穿過一塊透明的晶體。晶體是
由排成規(guī)整的行列和平面的原子或原子團構成的。因此,光
波會發(fā)現,當它的振動平面恰巧能塞進兩個原子平面之間時,
它就很容易通過這塊晶體。要是它的振動平面與原子的平面
成一個角度,它就會撞在原子上,因此,光波就要消耗很多
能量方能繼續(xù)振動下去。這樣的光會局部或全部被吸收掉。
你可以用下面的辦法想到這是一種什么景象:試想象你
把一根繩子的一頭拴在鄰居院子里的樹上,另一頭拿在你手
里。再假定繩子是從籬笆的兩根竹子的正當中穿過去的。好
了,如果你現在拿繩子上下波動,這些波就會從兩根竹子之
間通過,并從你的手傳到那棵樹上。這時,那座籬笆對你的
波來說是“透明的”。但是,要是你讓繩子左右波動,繩子
就會撞在兩根竹子上,波就不會通過籬笆了。
有些晶體能夠強迫光波把所有能量分成兩束分離的光線。
這時振動平面就不再均勻分布了。在其中的一個光束中,所
有的波都在一個特定的平面上振動;而在另一個光束中,所
有的波都在與第一束光的平面成直角的平面上振動:不可能
出現任何對角方向的振動。
當光波被迫在某一特定的平面上振動時,我們就說這樣
的光是“面偏振光”,或簡單地稱它為“偏振光”。而朝著
所有各個方向振動的普通光都是“非偏振光”。西方國家把
偏振光稱為“極化光”。
為什么叫做“極化光”呢?當這種現象在1908年第
一次定名時,那個發(fā)明這個名稱的法國工程師馬呂斯關于光
的本性有一個錯誤的理論。他認為,光是由一些象磁鐵那樣
有南北極的粒子組成的。他想,那種從晶體中穿過的光,可
能是南北極的方向全部相同。這種想法后來被證明是錯的,
但那個名稱卻已被人們牢牢地記住,無法再改變了。
當一塊晶體產生偏振平面各不相同的兩束光時,這兩束
光具有稍稍不同的性質。它們在通過晶體時所受到的偏折的
大小可能不一樣。因此,我們可以想法設計出一塊晶體,讓
它把一束光完全反射掉,而只讓另一束光全部通過它。
在利用某些晶體時只有一束光能通過,是因為另一束光
被吸收掉而轉化為熱。偏振眼鏡片(它是在塑料中嵌入許多
細小的這類晶體)就是以上述方式吸收掉許多光,由于這種
鏡片著色,吸收掉的光就更多了。這種鏡片就是這樣消除眩
目的強光的。
當偏振光通過含有某種不對稱分子的溶液時,它的振動
平面會被扭轉一個角度。化學家根據這種扭轉的方向和角度
的大小,就能夠對這種分子的真實結構作出許多推斷,特別
是對于有機化合物的分子更是如此。正因為這樣,偏振光對
于化學理論來說,一直是極其重要的。