物理《光的偏振》課件新人教版.ppt
第六節(jié),光的偏振,第十三章光,1、引入:,在縱波中,振動(dòng)方向總是跟波的傳播方向在同一直線上在橫波中,振動(dòng)方向總是垂直于波的傳播方向,但不同的橫波,振動(dòng)方向可以不同例如一列橫波沿水平方向傳播,質(zhì)點(diǎn)在豎直平面內(nèi)可能沿著上下方向振動(dòng),也可能沿著左右方向振動(dòng),也可能沿著任何其他方向振動(dòng)當(dāng)然,對(duì)于一個(gè)確定的橫波,它的振動(dòng)方向是確定的,2、實(shí)驗(yàn):,取一根軟繩,一端固定在墻上,手持另一端上下抖動(dòng),就在軟繩上形成一列橫波.,現(xiàn)在,讓軟繩穿過(guò)一塊帶有狹縫的木板,如果狹縫與振動(dòng)方向平行,則振動(dòng)可以通過(guò)狹縫傳到木板的另一側(cè)(圖甲)如果狹縫與振動(dòng)方向垂直,則振動(dòng)就被狹縫擋住而不能向前傳播(圖乙),如果將這根繩換成細(xì)軟的彈簧,前后推動(dòng)彈簧形成縱波,則無(wú)論狹縫怎樣放置,彈簧上的縱波都可以通過(guò)狹縫傳播到木板的另一側(cè)(如下圖),受上面實(shí)驗(yàn)的啟發(fā),我們可以利用類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷光波是橫波還是縱波,偏振片由特定的材料制成,它上面有一個(gè)特殊的方向(叫做透振方向),只有振動(dòng)方向與透振方向平行的光波才能通過(guò)偏振片偏振片對(duì)光波的作用就像上圖中的狹縫對(duì)于機(jī)械波的作用一樣現(xiàn)在利用偏振片代替上面的帶有狹縫的木板,來(lái)做光學(xué)實(shí)驗(yàn),點(diǎn)擊下圖觀看動(dòng)畫(huà)演示,當(dāng)只有一塊偏振片時(shí),以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片,透射光的強(qiáng)度不變,當(dāng)兩塊偏振片的透振方向平行時(shí),透射光的強(qiáng)度最大,但是,比通過(guò)一塊偏振片時(shí)要弱,當(dāng)兩塊偏振片的透振方向垂直時(shí),透射光的強(qiáng)度最弱,幾乎為零.,3、產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因,1、太陽(yáng)、電燈等普通光源發(fā)出的光,包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光,而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同這種光叫做自然光.,2、自然光通過(guò)第一個(gè)偏振片(叫做起偏器)之后,只有振動(dòng)方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通過(guò)也就是說(shuō),通過(guò)第一個(gè)偏振片的光波,在垂直于傳播方向的平面上,只沿著一個(gè)特定的方向振動(dòng)這種光叫做偏振光,橫波只沿著某一個(gè)特定的方向振動(dòng),稱(chēng)為波的偏振只有橫波才有偏振現(xiàn)象,3、通過(guò)第一個(gè)偏振片的偏振光再通過(guò)第二個(gè)偏振片(稱(chēng)為檢偏器)時(shí),如果兩個(gè)偏振片的透振方向平行,那么,通過(guò)第一個(gè)偏振光的振動(dòng)方向跟第二個(gè)偏振片的透振方向平行,透射光的強(qiáng)度最大,4、如果兩個(gè)偏振片的透振方向垂直,那么,偏振光的振動(dòng)方向跟第二個(gè)偏振片的透振方向垂直,偏振光不能通過(guò)第二個(gè)偏振片,透射光的強(qiáng)度為零,所以,光是一種橫波,4.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用,下一章我們會(huì)知道,光是電磁波,電磁波是橫波,電磁波中電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的振動(dòng)方向都與電磁波的傳播方向垂直實(shí)驗(yàn)指出,光波的感光作用和生理作用等主要是由電場(chǎng)強(qiáng)度E所引起的,因此常將E的振動(dòng)稱(chēng)為光振動(dòng)在與光波傳播方向垂直的平面內(nèi),光振動(dòng)的方向可以沿任意的方向光振動(dòng)沿各個(gè)方向均勻分布的光就是自然光光振動(dòng)沿著特定方向的光就是偏振光,光的偏振現(xiàn)象并不罕見(jiàn)除了從光源(如太陽(yáng)、電燈等)直接發(fā)出的光以外,我們通常看到的絕大部分光,都是偏振光自然光射到兩種介質(zhì)的界面上,如果光入射的方向合適,使反射光與折射光之間的夾角恰好是90,這時(shí),反射光和折射光就都是偏振的,并且偏振方向互相垂直,光的偏振現(xiàn)象有很多應(yīng)用如在拍攝日落時(shí)水面下的景物、池中的游魚(yú)、玻璃櫥窗里的陳列物的照片時(shí),由于水面或玻璃表面的反射光的干擾,常使景像不清楚如果在照相機(jī)鏡頭前裝一片偏振濾光片,讓它的透振方向與反射光的偏振方向垂直,就可以減弱反射光而使景像清晰,偏振現(xiàn)象的應(yīng)用:拍攝,偏振現(xiàn)象的應(yīng)用:液晶顯示,液晶顯示器是一個(gè)由上下兩片導(dǎo)電玻制成的液晶盒,盒內(nèi)充有液晶,四周用密封材料膠框密封,盒的兩個(gè)外側(cè)貼有偏光片。,偏振現(xiàn)象的應(yīng)用:液晶顯示,如果有光線進(jìn)入,通過(guò)第一個(gè)偏振片后,將被液晶分子逐漸改變偏振方向.由于光線沿著分子排列的方向傳播,光線最終將從另一端射出如果兩玻璃板之間加上電壓,分子排列方向?qū)⑴c電場(chǎng)方向平行,光線由于不能扭轉(zhuǎn)將不會(huì)通過(guò)第二個(gè)極板,偏振現(xiàn)象的應(yīng)用:液晶顯示,液晶顯示器就是利用這一特性,在上下兩片柵欄相互垂直的偏光板之間充滿液晶,利用電場(chǎng)控制液晶的轉(zhuǎn)動(dòng)不同的電場(chǎng)大小就會(huì)形成不同的灰階亮度,小結(jié):,光波是一種橫波.偏振光會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象,鄭州代懷孕,