แว่นกันแดดตัดแสง (Polarized Sunglasses) ตัดแสงได้ยังไง !?

เริ่มต้นจากที่ว่าแสงทั่วไปในธรรมชาติเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีสนามไฟฟ้าเดินทางมาและอยู่ในทิศทางต่างๆ เต็มไปหมด ซึ่งเรียกว่า “แสงไม่โพลาไรซ์ (Unpolarized light)” แต่ถ้าหากแสงที่เดินทางมามีสนามไฟฟ้าเหลืออยู่ในทิศทางเดียว ก็จะเรียกว่า “แสงโพลาไรซ์ (Polarized light)”

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่ามีวิธีการหลายอย่างที่เปลี่ยนแสงไม่โพลาไรซ์ให้กลายเป็นแสงโพลาไรซ์ได้ เช่น การใช้ฟิลเตอร์โพลารอยด์ ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ชนิดหนึ่งมาดูดกลืนสนามไฟฟ้าให้เหลือออกมาได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น แต่ก็จะทำให้แสงโพลาไรซ์ที่ได้มีความเข้มลดลงด้วย และอีกวิธีหนึ่งคือการสะท้อน ถ้าแสงไปตกกระทบที่ผิวน้ำ หรือกระจกก็จะเกิดการสะท้อนได้ โดยปกติแล้วแสงที่สะท้อนออกมาจะไม่ได้เป็นแสงโพลาไรซ์ 100% ซึ่งเรียกว่าแสงโพลาไรซ์บางส่วน แต่ถ้าแสงตกกระทบด้วยมุมที่เหมาะสมก็จะทำให้เป็นแสงสะท้อนเป็นแสงโพลาไรซ์ 100% ได้

จากหลักการนี้ จึงมีการเคลือบโพลารอยด์ลงบนเลนส์ของแว่นกันแดดเพื่อช่วยตัดแสงสะท้อน เมื่อมีแสงจ้าในตอนกลางวันและสะท้อนขึ้นมาจากผิวน้ำ กระจก หรือถนน โพลารอยด์จะทำให้สนามไฟฟ้าของแสงสะท้อนที่จากพื้นผิวดังกล่าวถูกดูดกลืนไปและเหลือสนามไฟฟ้าในทิศทางเดียวที่ผ่านออกมาได้ ซึ่งเป็นการลดปริมาณแสงจ้าที่จะเข้าสู่ตาของผู้สวมใส่ และช่วยให้ผู้สวมใส่เห็นภาพชัดเจนมากขึ้น

วิธีการง่ายๆ ในการตรวจสอบว่าแว่นกันแดดของเราเป็นเลนส์โพลาไรซ์หรือไม่ ทำได้ง่ายๆ โดยลองนำเลนส์ทั้งสองมาลองวางซ้อนแล้วหมุนเลนส์ข้างหนึ่งให้เอียงทำมุมต่างๆ กัน ถ้าเลนส์ทั้งสองเป็นเลนส์โพลาไรซ์เราควรจะเห็นแสงผ่านออกมาน้อยลง และจะมืดสนิทถ้าเลนส์ทั้งสองวางเกือบจะตั้งฉากกัน ซึ่งก็เป็นไปตามกฎของมาลุส (Malus’s law) ที่น้องๆ อาจจะได้เรียนในวิชาฟิสิกส์นั่นเอง