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太阳镜(偏光镜、变色镜)的原理分析

发布: 2016-02-01 | 来源:太阳镜_偏光太阳镜_偏光镜品牌|价格_男士太阳镜女款驾驶镜骑行眼镜 | 编辑:Sunglasses

  优质太阳镜是非常有效的“光调节器”。太阳镜能调节外来光线,使其适合于人眼。在下一部分中,我们将会介绍太阳镜制造商所采用的调节光的各种技术。为了更好地理解这些技术,必须先了解一些关于光的知识。 

太阳镜(偏光镜、变色镜)的原理分析

  一束光波有一定的电磁能。波的大小是以波长来度量的。可见光的波长范围为400到700纳米。光波的能量与波长成反比,波长越短,能量越高。在可见光中,紫光能量最大,红光能量最小,而在可见光频谱之上的是紫外线。事实上,自然光中含有大量的紫外线。由于紫外线的高能量,紫外线能对您的角膜和视网膜产生损害。什么是眩光? 

  光的亮度或强度的度量单位是流明。例如,在室内,大多数人造光的强度为400到600流明。如果在阳光明媚的户外,亮度会在很大范围内浮动,阴凉处的亮度为1000流明,而像高速公路等有大片水泥地的地方,亮度为6000流明。在3500流明的亮度以下,我们人眼都感觉很舒适。当直射光或是反射光的亮度到达4000流明时,人眼接收光线开始变得吃力。当我们试着努力去看这些很亮的区域时,只会看到白色的闪光,这就是眩光。 

  为了减小因大量光线进入眼睛而导致的不适,我们开始眯眼。一旦光亮度到达10,000流明时,您的眼睛因接收到的光过强而开始完全滤去光线。在如此强的光线下暴露过长的时间会造成损伤,导致暂时甚至永久失明。在晴朗的日子里,一大片雪地所反射的光亮度能高达12,000流明,如果我们在没有任何保护措施的情况下直视这些光线将会导致“雪盲”。 

  可见光是人眼能察觉到的光。我们看到的由太阳发出的可见光看上去是无色的,也就是我们常说的白光。事实上,它是由多种频率的有色光混合而成。在可见光的频谱范围内的所有有色光混合而成的光线是无色的,即白色。

  我们有两种看到颜色的基本方式。其中一种方式就是一个物体本身能发出一定频率的光,例如霓虹灯就是这样显示颜色的;另外一种方式就是物体吸收其他所有频率的光,而只反射一定频率的光,或反射多种频率的光,这些光波混合而被感知一种颜色的光,例如涂有油漆的物体就是这样显示颜色的。例如,要看到黄光,一种方式就是物体直接发出黄色频率的光;另外一种方式就是吸收光谱中蓝色部分的光,反射红色和绿色部分的光,这两种光混合后被人眼感知为黄光。 

  谈及与太阳镜有关的光线时,以下三种类型的光很重要: 

  直射光——直射光是从光源(例如太阳)直接射到您眼睛的光。过多的直射光会使周围环境的细节显得模糊不清,而且还会使您很难集中视线。 

  反射光——反射光往往是以眩光的形式存在。反射光是从一个反射物体上反射回眼睛的光。同直射光一样,强烈的反射光使人们很难感知细节或直视一个物体。雪地、水面、玻璃和白色沙地都是很好的反射面。 

  漫射光——漫射光是经过反弹而朝很多方向分散的光,因而看起来这种光没有一个特定的光源。漫射光的一个典型例子是大城市上空的辉光。我们很难为其确定单个光源。在没有直接光源时,我们还能看到东西,这就是漫射光的功劳。 

  优质太阳镜能消除频谱中的紫外线,减少直射光,使人们感到舒适,另外还能消除或减少反射光(取决于反射面)。 

  光的一个有趣的特性是偏光。当从某些表面反射时,例如水面,光会偏振。由于反射光的偏光特性,偏光太阳镜能消除从水面或类似的反射面反射出来的光。 

  太阳镜

  太阳镜能阴挡令人不舒服的强光,同时可以保护眼睛免受紫外线的伤害。所有这一切都归功于金属粉末过滤装置,它们能在光线射入时对其进行“选择”。有色眼镜能有选择地吸收组成太阳光线的部分波段,就是因为它借助了很细的金属粉末(铁、铜、镍等)。事实上,当光线照到镜片上时,基于所谓“相消干涉”过程,光线就被消减了。也就是说,当某些波长的光线(这里指的是紫外线a,紫外线b,有时还有红外线)穿过镜片时,在镜片内侧即朝向眼睛的方向,它们就会相互抵消。形成光波的相互重叠并非偶然现象:一个波的波峰同其靠近的波的波谷合在一起,就导致相互抵消。相消干涉现象取决于镜片的折射系数(即光线从空气中穿过不同物质时发生偏离的程度),还取决于镜片的厚度。一般来讲,镜片的厚度变化不大,而镜片的折射系数则根据化学成分的差异而不同。

偏振眼镜(偏光镜)

  偏振眼镜则提供了另外一种保护眼睛的机理。柏油路的反射光是比较特殊的偏振光。这种反射光与直接来自太阳的光或者任何人工光源的光的不同之自就在于秩序问题。偏振光是由全朝一个方向震动的波形成的,而一般的光则是由不定向震动的波开成的。这就像一群无秩序随意走动的人与一批迈着整齐步伐行进的士兵那样,形成了鲜明的对经。一般地讲,反射光是一种有秩序的光。偏振镜片在阻挡这种光时特别有效,因为它的过滤性在发挥作用。这种镜片只让朝一定方向震动的偏振波通过,就像将光“梳理”了一样。对于道路反光问题,使用偏振眼镜能减少光的透射,因为它不让与道路平行震动的光波通过。事实上,过滤层的长分子被导向水平方向,可以吸收水平偏振光线。这样,大部分的反射光就被消除掉了,而周围环境的整个照明度并未减少。

变色眼镜

  变色眼镜的镜片能在太阳光线射来之后变暗。当照明减弱之后,它又重新变得明亮了。之所以能够如此,是因为卤化银的结晶体在起作用。在正常情况下,它能使镜片保持完美的透明度。在太阳光的照射下,晶体中的银便分离出来,处于游离状的银便在镜片内部形成小的聚集体。这些小的银聚集体呈犬牙交错的不规则块状,它们无法透射光线,而只能吸收光线,其结果就使镜片变暗。在光暗的情况不,结晶体又重形成,镜片随之恢复到明亮状态。

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