110年:眼光概要

假定有一理想的偏振濾光片(polarizing filter )作為眼鏡片,此偏光鏡片(polarizing lens )的吸收軸沿子午線方向180度,若配戴偏光鏡片的人將頭部傾斜30度觀看時,則有多少百分比的水平偏振光可通過偏光鏡片?

A25%
B37.5%
C50%
D75%

詳細解析

本題觀念:

馬呂斯定律(Malus's law)應用於偏光鏡片——當配戴者頭部傾斜時,偏光鏡片的透射軸方向隨之旋轉,改變了鏡片透射軸與入射偏振光偏振方向的夾角,進而改變透射光強度百分比。

選項分析

本題為計算題,逐步分析如下:

第一步:確認透射軸方向

  • 鏡片吸收軸沿 180° 子午線(即水平方向)
  • 吸收軸(absorption axis)⊥ 透射軸(transmission axis)
  • 因此透射軸 = 垂直方向(90°)

第二步:正常直立時的透射率

  • 入射光為水平偏振光(偏振方向 = 0°)
  • 透射軸 = 90°(垂直)
  • 夾角 θ0=90°\theta_0 = 90°
  • I=I0cos2(90°)=0I = I_0\cos^2(90°) = 0(完全阻擋水平偏振光,此為偏光鏡設計目的)

第三步:頭部傾斜 30° 後的透射率

頭部傾斜 30° 時,鏡片跟著旋轉,透射軸由原來的垂直(90°)轉為相對地面 60° 的方向。水平偏振光的偏振方向不變(仍為水平 = 0°),因此入射偏振光與新透射軸的夾角為:

θ=90°30°=60°\theta = 90° - 30° = 60°

依馬呂斯定律(Malus's law):

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