Lab 05 — Optics

偏光サングラスの物理

偏光サングラスのフィルムは、引き伸ばしたポリビニルアルコール（PVA）にヨウ素を染み込ませたもの。ヨウ素が鎖状に整列して「導線の格子」のように働き、鎖に平行な電場成分は吸収され、垂直な成分だけが通ります。いったん偏光した光が、角度 θ ずれた偏光板をもう1枚通るとき、強度はマルスの法則 I = I₀cos²θ に従って弱まります。2枚目（サングラス）を回して強度の変化を見てください。

I = I_0 \cos^2\theta \qquad 0^\circ \to 45^\circ \to 90^\circ:\ \dfrac{1}{2}\cdot\cos^2 45^\circ \cdot\cos^2 45^\circ = \dfrac{1}{8} = 12.5\%

サングラスを 90° にしてから、45° の1枚を間に挟んでみる

サングラスの角度θ = 90°

中間の角度θ = 45°

透過率I / I₀ = 0.0%

90° に直交させた2枚は光を完全に遮りますが、その間に 45° の1枚を挟むと 12.5% の光が復活します。偏光板は光を「ふるいにかける」のではなく、電場をその軸へ射影し直すからです — 量子力学の測定（射影）の、目に見える古典アナロジー。水面や路面のぎらつきが水平偏光に偏っているため、サングラスの透過軸は縦になっています。