建造不可能的万花筒
在本节中，我们将构建一个名为Polariscope的玩具。正如您从上面的照片中看到的那样，Polariscope创造出美丽的色彩图案，有点像万花筒，但通过完全不同的机制。
事实上，偏光镜主要由透明塑料制成，在制造它的任何部件中都看不到任何迷人的颜色。颜色仅在玩具最终组装完成时才会出现，并且您可以通过它查看。
就像万花筒一样，当你摇动偏光镜时，你会得到一个新的图案和新的颜色，而且两次都不会出现相同的视图。
材料
组成偏光镜的部件如下图所示
请注意，这些碎片都是无色透明的（偏光片有点灰色，聚酯薄膜有点紫色）。
最大的部分是一根八英寸长的透明塑料棒，直径一英寸。这种类型的棒（称为有机玻璃或有机玻璃）可在塑料商店买到。
下一块是由与杆相同的材料制成的透明塑料管。它的内径为一英寸，长一英寸又四分之一，墙壁厚八分之一英寸。
接下来是偏光片。这些是从宝丽来胶片上剪下来的圆圈。这可以来自便宜的太阳镜，也可以从旧的或损坏的LCD显示器中取出，例如手表或小型视频游戏。它们也可以从EdmundScientific等科学供应商处订购。
接下来是一堆切碎的聚酯薄膜（来自同一家塑料店）。这些大多被切成三角形，但如果你愿意，你可以对这些形状进行创意。
一块大约三分之一英寸厚的塑料棒形成一个塞子，以将所有聚酯薄膜和偏振器固定在适当的位置。
集会
塑料店可以为您切割和抛光杆和塞子的末端，也可以自己动手。使用细齿锯（例如钢锯）可以轻松切割杆，并且可以通过连续等级的砂纸轻松抛光，最高可达粒度。
目纸后，软布上的抛光剂会使表面透明。抛光剂可以在塑料店或任何好的五金店买到。
然后组装这些部件。棒装入管中，大约三分之一英寸。然后将第一个偏振器放入棒顶部的管中。接下来倒入聚酯薄膜片。然后添加第二个偏光片，最后添加插头。
不应将塞子用力压在胶片上，因为当您摇动偏光镜时，它们必须能够轻松地自由移动。
使用偏光镜
要通过偏光镜观察，请将带有偏光镜的一端朝向光线，然后将您的眼睛放在另一端。
当您摇动偏光镜或将其绕轴转动时，请注意颜色会发生变化。
另请注意，颜色反映在管壁上，从直边形成环和曲线。
它是如何做到的？
偏光镜利用称为偏振的光的特殊特性。
要了解极化，了解电磁波的一些背景知识会有所帮助，例如光、热、无线电波、X射线和伽马射线。
当带电物体移动时会产生电磁波。带电物体移动得越快，产生波的能量就越多，波的频率也越高。
最低频率的电磁波是无线电波。这些可以通过在电线中移动电子来产生。红外辐射可以由分子在被加热时弹跳的运动产生。
随着材料变得更热，分子（及其电子）移动得更快，产生的红外光的频率也更高。
可见光可以通过在原子内移动电子来产生。伽马射线可以通过移动原子核中的电荷来产生，也可以通过将带电粒子与对应的反物质碰撞来破坏带电粒子来产生。
产生电磁波
使用线圈很容易产生低频无线电波，例如我们在电动机中发现的。当我们将线圈连接到电池时，电子会从电池流入线圈。
移动电子是产生磁场的原因。电和磁可以被认为是同一事物的两个方面。移动的电子会产生磁场，而移动的磁场会导致电子移动。
当电子进入线圈时，它们会产生磁场。磁场开始时很小，随着电子流的增加而增加。在某个时刻，电线中的电流达到最大值（由电池电压和电路电阻决定），磁场也达到最大值。
如果我们断开电池，电子的流动不再受电池中的化学力驱动。不再由电池支持的磁场开始崩溃。但由于坍缩磁场是移动磁场，它会导致导线中的电子移动。电子被磁场推动的方向与电池过去推动它们的方向相同。
最终磁场完全崩溃，电子停止移动。
我们通过玩磁铁知道磁场可以影响远处的物体。通过玩静电，我们知道带电物体也会影响远处的物体（在猫身上摩擦气球，观察猫毛被气球吸引时上升）。
我们已经看到，当电子开始在导线中流动时，磁场开始建立。我们还看到，当磁场崩溃时，它会导致电子在导线中流动。因此可以使磁场和电场来回振荡。当一个崩溃时，它会建立另一个。
电磁波的极化
磁场有南北之分。电场有正负。当您用手按下气球时，您可以将这两个字段想象成气球的高度和宽度。随着气球的高度塌陷，气球的宽度会扩大。高如磁场，宽如电场。请注意，这两个字段始终彼此成直角。这对于理解极化很重要。
电磁波是相互垂直的振荡磁场和电场。它们以光速运动（光毕竟是电磁场）。我们遇到的大多数光相对于振荡场都是随机定向的。由于场是由移动的电子产生的，并且电子可以在任何方向上移动，所以场（电场和磁场）可以处于任何角度。
如果有什么东西导致电子都向同一个方向移动，那么场就会全部指向一个方向。我们会说这些场是极化的（它们的北极和南极都指向相同的方向）。
在我们的导线中，电子都沿同一方向移动，从导线的一端到另一端。运动的电子产生的电场和磁场都是在同一个方向上产生的，并且波是极化的。来自太阳或蜡烛的光是由电子在所有不同方向上移动引起的，因此这些场都是随机定向的。它们的光没有偏振。
偏振来自太阳或蜡烛的光的最简单方法是以浅角度将其从平面反射。如果阳光从足够浅的角度射入您的眼睛，那么它会从水中掠过您的眼睛。电场向上和向下定向，因此磁场是左右的（记住它们总是彼此成直角）。
偏光滤镜
一些材料的原子排列成行，如果电场垂直于原子行，则仅允许光波通过它们。平行于原子行的电场被原子中的电子吸收，导致原子振动并升温。具有不平行于原子行的电场的波不会受到影响，并且会传播。这种材料称为偏振滤光片。
有些太阳镜的每个镜片都装有偏光滤镜。过滤器的方向与我们前面示例中的水等水平表面反射的光成90度角。这些滤光片可阻挡以浅角度反射的光线，从而减少来自水面（或街道上前方汽车倾斜的后窗）的眩光。通过旋转眼镜使它们上下旋转，您可以更清楚地看到这种效果，并注意到眩光并没有像眼镜以正常位置戴在脸上时那样减少。
旋转偏振平面
其他材料可以以不同的方式影响偏振光。如果透明物质的分子不是对称的，它们在分子一侧的电子将比另一侧多。请记住，电子和电磁波密切相关，它们相互影响。当光通过材料时，不平衡的分子可以旋转光的偏振平面。
旋转量取决于光通过多少波长的材料。材料越厚，光线旋转得越多。此外，光的频率越高，光旋转的越多（因为在相同的厚度下有更多的波长）。
偏光镜中的聚酯薄膜片可以旋转光的偏振面。
偏光镜的工作原理
在偏光镜中，光线首先通过外偏振滤光片进入。这种偏振光在穿过聚酯薄膜时会发生旋转。这个旋转的光现在试图通过第二个偏振滤光片，但由于它已经旋转，它被挡住了。
但是白光包含很多颜色（很多不同频率的光）。不同频率的光（不同颜色）旋转不同的量。因此，一些颜色将被旋转到足以通过第二个偏振器，而其他颜色将被阻挡。
当光线穿过不同厚度的聚酯薄膜时，它会旋转不同的量。因此不同的颜色会被不同厚度的聚酯薄膜阻挡。
这就是偏光镜的魔力。透明塑料片会影响允许通过滤光片的光的颜色。我们看到颜色，即使设备本身没有任何颜色。