全偏振光是偏振光的特殊情况,是偏振角为90度的偏振光。
光可以看作是由一些微小的波构成的。这些波可以在任
何一个平面上振动。在一个特定的光束中,有些波可以上下
振动,有些波左右振动,有些波则沿对角方向振动。它们的
振动方向可能均匀地分布在所有各个方向上,没有一个振动
平面占优势或者在光波中比其他平面占有更大的份额——普
通的太阳光或电灯泡的光都是这样。
可是,现在让我们设想光穿过一块透明的晶体。晶体是
由排成规整的行列和平面的原子或原子团构成的。因此,光
波会发现,当它的振动平面恰巧能塞进两个原子平面之间时,
它就很容易通过这块晶体。要是它的振动平面与原子的平面
成一个角度,它就会撞在原子上,因此,光波就要消耗很多
能量方能继续振动下去。这样的光会局部或全部被吸收掉。
你可以用下面的办法想到这是一种什么景象:试想象你
把一根绳子的一头拴在邻居院子里的树上,另一头拿在你手
里。再假定绳子是从篱笆的两根竹子的正当中穿过去的。好
了,如果你现在拿绳子上下波动,这些波就会从两根竹子之
间通过,并从你的手传到那棵树上。这时,那座篱笆对你的
波来说是“透明的”。但是,要是你让绳子左右波动,绳子
就会撞在两根竹子上,波就不会通过篱笆了。
有些晶体能够强迫光波把所有能量分成两束分离的光线。
这时振动平面就不再均匀分布了。在其中的一个光束中,所
有的波都在一个特定的平面上振动;而在另一个光束中,所
有的波都在与第一束光的平面成直角的平面上振动:不可能
出现任何对角方向的振动。
当光波被迫在某一特定的平面上振动时,我们就说这样
的光是“面偏振光”,或简单地称它为“偏振光”。而朝着
所有各个方向振动的普通光都是“非偏振光”。西方国家把
偏振光称为“极化光”。
为什么叫做“极化光”呢?当这种现象在1908年第
一次定名时,那个发明这个名称的法国工程师马吕斯关于光
的本性有一个错误的理论。他认为,光是由一些象磁铁那样
有南北极的粒子组成的。他想,那种从晶体中穿过的光,可
能是南北极的方向全部相同。这种想法后来被证明是错的,
但那个名称却已被人们牢牢地记住,无法再改变了。
当一块晶体产生偏振平面各不相同的两束光时,这两束
光具有稍稍不同的性质。它们在通过晶体时所受到的偏折的
大小可能不一样。因此,我们可以想法设计出一块晶体,让
它把一束光完全反射掉,而只让另一束光全部通过它。
在利用某些晶体时只有一束光能通过,是因为另一束光
被吸收掉而转化为热。偏振眼镜片(它是在塑料中嵌入许多
细小的这类晶体)就是以上述方式吸收掉许多光,由于这种
镜片着色,吸收掉的光就更多了。这种镜片就是这样消除眩
目的强光的。
当偏振光通过含有某种不对称分子的溶液时,它的振动
平面会被扭转一个角度。化学家根据这种扭转的方向和角度
的大小,就能够对这种分子的真实结构作出许多推断,特别
是对于有机化合物的分子更是如此。正因为这样,偏振光对
于化学理论来说,一直是极其重要的。