《高二物理選修34 光的偏振2 ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高二物理選修34 光的偏振2 ppt（25頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、光的偏振1、引入： 在縱波中，振動方向總是跟波的傳播方向在同一直在縱波中，振動方向總是跟波的傳播方向在同一直線上在橫波中，振動方向總是垂直于波的傳播方線上在橫波中，振動方向總是垂直于波的傳播方向，但不同的橫波，振動方向可以不同向，但不同的橫波，振動方向可以不同 例如一列橫波沿水平方向傳播，質(zhì)點(diǎn)在豎直平面內(nèi)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，也可能沿著左右方向振動，可能沿著上下方向振動，也可能沿著左右方向振動，也可能沿著任何其他方向振動也可能沿著任何其他方向振動 當(dāng)然，對于一個確定的橫波，它的振動方向是確定當(dāng)然，對于一個確定的橫波，它的振動方向是確定的的2、實(shí)驗(yàn)：

2、取一根軟繩，一端固取一根軟繩，一端固定在墻上，手持另一定在墻上，手持另一端上下抖動，就在軟端上下抖動，就在軟繩上形成一列橫波繩上形成一列橫波. .現(xiàn)在，讓軟繩穿過一塊帶有狹縫的木板，如果狹縫現(xiàn)在，讓軟繩穿過一塊帶有狹縫的木板，如果狹縫與振動方向平行，則振動可以通過狹縫傳到木板的與振動方向平行，則振動可以通過狹縫傳到木板的另一側(cè)（圖甲）如果狹縫與振動方向垂直，則振另一側(cè)（圖甲）如果狹縫與振動方向垂直，則振動就被狹縫擋住而不能向前傳播（圖乙）動就被狹縫擋住而不能向前傳播（圖乙）形象說明偏形象說明偏振片的原理振片的原理通光方向通光方向腰橫別扁擔(dān)進(jìn)不了城門腰橫別扁擔(dān)進(jìn)不了城門 如果將這根繩換成細(xì)軟的彈

3、簧，前后推動彈簧如果將這根繩換成細(xì)軟的彈簧，前后推動彈簧形成縱波，則無論狹縫怎樣放置，彈簧上的縱形成縱波，則無論狹縫怎樣放置，彈簧上的縱波都可以通過狹縫傳播到木板的另一側(cè)（如下波都可以通過狹縫傳播到木板的另一側(cè)（如下圖）圖） 受上面實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，我們可以利用受上面實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，我們可以利用類似的實(shí)驗(yàn)來判斷光波是橫波還是縱類似的實(shí)驗(yàn)來判斷光波是橫波還是縱波波 偏振片由特定的材料制成，它上面有一個特殊的偏振片由特定的材料制成，它上面有一個特殊的方向（叫做透振方向），只有振動方向與透振方方向（叫做透振方向），只有振動方向與透振方向平行的光波才能通過偏振片偏振片對光波的向平行的光波才能通過偏振片偏振片對光

4、波的作用就像上圖中的狹縫對于機(jī)械波的作用一樣作用就像上圖中的狹縫對于機(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，來現(xiàn)在利用偏振片代替上面的帶有狹縫的木板，來做光學(xué)實(shí)驗(yàn)做光學(xué)實(shí)驗(yàn) 當(dāng)只有一塊偏振片時，以光當(dāng)只有一塊偏振片時，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片，的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片，透射光的強(qiáng)度不變透射光的強(qiáng)度不變當(dāng)兩塊偏振片的透振方向當(dāng)兩塊偏振片的透振方向平行時，透射光的強(qiáng)度最平行時，透射光的強(qiáng)度最大，但是，比通過一塊偏大，但是，比通過一塊偏振片時要弱振片時要弱當(dāng)兩塊偏振片的透振方向當(dāng)兩塊偏振片的透振方向垂直時，透射光的強(qiáng)度最垂直時，透射光的強(qiáng)度最弱，幾乎為零弱，幾乎為零. .3、產(chǎn)

5、生上述現(xiàn)象的原因1 1、太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳、太陽、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的光，而且沿著各個方向振播方向上沿一切方向振動的光，而且沿著各個方向振動的光波的強(qiáng)度都相同這種光叫做自然光動的光波的強(qiáng)度都相同這種光叫做自然光 . .2 2、自然光通過第一個偏振片（叫做起偏器）之、自然光通過第一個偏振片（叫做起偏器）之后，只有振動方向跟偏振片的透振方向一致的后，只有振動方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通過也就是說，通過第一個偏振片光波才能通過也就是說，通過第一個偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著的光波，在垂直于傳播方向的平

6、面上，只沿著一個特定的方向振動這種光叫做偏振光一個特定的方向振動這種光叫做偏振光 橫波只沿著橫波只沿著某一個特定的方某一個特定的方向振動，稱為波向振動，稱為波的偏振只有橫的偏振只有橫波 才 有 偏 振 現(xiàn)波 才 有 偏 振 現(xiàn)象象3 3、通過第一個偏振片的偏振光再通過第二個偏振片（稱、通過第一個偏振片的偏振光再通過第二個偏振片（稱為為檢偏器檢偏器）時，如果兩個偏振片的透振方向平行，那）時，如果兩個偏振片的透振方向平行，那么，通過第一個偏振光的振動方向跟第二個偏振片的么，通過第一個偏振光的振動方向跟第二個偏振片的透振方向平行，透射光的強(qiáng)度最大透振方向平行，透射光的強(qiáng)度最大4 4、如果兩個偏振片的

7、透振方向垂直，那么，偏如果兩個偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振動方向跟第二個偏振片的透振方向垂振光的振動方向跟第二個偏振片的透振方向垂直，偏振光不能通過第二個偏振片，透射光的直，偏振光不能通過第二個偏振片，透射光的強(qiáng)度為零強(qiáng)度為零 所以，光是一種橫波所以，光是一種橫波 光的偏振現(xiàn)象并不罕見除了從光源光的偏振現(xiàn)象并不罕見除了從光源（如太陽、電燈等）直接發(fā)出的光以外，我們（如太陽、電燈等）直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光，都是偏振光自然光通?？吹降慕^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

8、角恰好是適，使反射光與折射光之間的夾角恰好是9090，這時，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏這時，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直振方向互相垂直1.一般入射角的情況一般入射角的情況反射光反射光 折射光都是折射光都是部分偏振光部分偏振光 反射光中反射光中 垂直入射面振動占優(yōu)垂直入射面振動占優(yōu)折射光中折射光中平行入射面振動占優(yōu)平行入射面振動占優(yōu)方法：方法： （2 2）布儒斯特定律布儒斯特定律2.特殊入射角的情況特殊入射角的情況1 ) ) 兩光偏振狀態(tài)兩光偏振狀態(tài)反射光反射光 - 完全偏振光完全偏振光折射光折射光 - 部分偏振光部分偏振光2 ) )反射光線與折射光線反射光線與折射光

9、線 垂直垂直( (起偏角起偏角或或布儒斯特角布儒斯特角 ) )1210nntgi入射角滿足入射角滿足 光的偏振現(xiàn)象有很多應(yīng)用如在拍攝日光的偏振現(xiàn)象有很多應(yīng)用如在拍攝日落時水面下的景物、池中的游魚、玻璃櫥窗里落時水面下的景物、池中的游魚、玻璃櫥窗里的陳列物的照片時，由于水面或玻璃表面的反的陳列物的照片時，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)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反射光的偏振方向垂直，就可以減弱反射光而使景像清晰使景像清晰偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：拍

10、攝偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：拍攝（C C）用偏光鏡用偏光鏡消除消除了了反射偏振光反射偏振光 使使玻璃門內(nèi)的人物玻璃門內(nèi)的人物清晰可見清晰可見（A A）玻璃門玻璃門表面的表面的反光很強(qiáng)反光很強(qiáng)（B B）用偏光鏡用偏光鏡減弱減弱了反射偏振光了反射偏振光櫥窗設(shè)計(jì)櫥窗設(shè)計(jì)偏光鏡頭偏光鏡頭 立體電影立體電影1、汽車車燈、汽車車燈汽車夜間在公路上行駛與對面的車輛相遇時，為了避免雙方車燈汽車夜間在公路上行駛與對面的車輛相遇時，為了避免雙方車燈的眩目，司機(jī)都關(guān)閉大燈，只開小燈，放慢車速，以免發(fā)生車禍。的眩目，司機(jī)都關(guān)閉大燈，只開小燈，放慢車速，以免發(fā)生車禍。如駕駛室的如駕駛室的前窗玻璃和車燈的玻璃罩前窗玻璃和車燈的玻璃

11、罩都裝有都裝有偏振片偏振片，而且規(guī)定它，而且規(guī)定它們的們的偏振化方向都沿同一方向并與水平面成偏振化方向都沿同一方向并與水平面成45度角度角，那么，司機(jī)，那么，司機(jī)從前窗只能看到自已的車燈發(fā)出的光，而看不到對面車燈的光，從前窗只能看到自已的車燈發(fā)出的光，而看不到對面車燈的光，這樣，汽車在夜間行駛時，即不要熄燈，也不要減速，可以保證這樣，汽車在夜間行駛時，即不要熄燈，也不要減速，可以保證安全行車。安全行車。另外，在陽光充足的白天駕駛汽車，從路面或周圍建筑物的玻璃另外，在陽光充足的白天駕駛汽車，從路面或周圍建筑物的玻璃上反射過來的耀眼的陽光，常會使眼睛睜不開。由于光是橫波，上反射過來的耀眼的陽光，常

12、會使眼睛睜不開。由于光是橫波，所以這些強(qiáng)烈的來自上空的散射光基本上是所以這些強(qiáng)烈的來自上空的散射光基本上是水平方向振動水平方向振動的。因的。因此，只需帶一副只能透射此，只需帶一副只能透射豎直方向偏振光的偏振太陽鏡豎直方向偏振光的偏振太陽鏡便可擋住便可擋住部分的散射光。部分的散射光。 2、觀看立體電影、觀看立體電影: :在拍攝立體電影時，用兩個攝影機(jī)，兩在拍攝立體電影時，用兩個攝影機(jī)，兩個攝影機(jī)的鏡頭相當(dāng)于人的兩只眼睛，它們同時分別拍下個攝影機(jī)的鏡頭相當(dāng)于人的兩只眼睛，它們同時分別拍下同一物體的兩個畫像，放映時把兩個畫像同時映在銀幕上。同一物體的兩個畫像，放映時把兩個畫像同時映在銀幕上。如果設(shè)法

13、使觀眾的一只眼睛只能看到其中一個畫面，就可如果設(shè)法使觀眾的一只眼睛只能看到其中一個畫面，就可以使觀眾得到立體感。為此，在放映時，兩個放放像機(jī)每以使觀眾得到立體感。為此，在放映時，兩個放放像機(jī)每個放像機(jī)鏡頭上放一個偏振片個放像機(jī)鏡頭上放一個偏振片，兩個偏振片的偏振化方向兩個偏振片的偏振化方向相互垂直，觀眾戴上用偏振片做成的眼鏡相互垂直，觀眾戴上用偏振片做成的眼鏡，左眼偏振片的左眼偏振片的偏振化方向與左面放像機(jī)上的偏振化方向相同，右眼偏振偏振化方向與左面放像機(jī)上的偏振化方向相同，右眼偏振片的偏振化方向與右面放像機(jī)上的偏振化方向相同，這樣，片的偏振化方向與右面放像機(jī)上的偏振化方向相同，這樣，銀幕上的

14、兩個畫面分別通過兩只眼睛觀察，在人的腦海中銀幕上的兩個畫面分別通過兩只眼睛觀察，在人的腦海中就形成立體化的影像了。就形成立體化的影像了。 3、生物的生理機(jī)能與偏振光、生物的生理機(jī)能與偏振光 人的眼睛對光的偏振狀態(tài)是不能分辨的，但某些昆蟲人的眼睛對光的偏振狀態(tài)是不能分辨的，但某些昆蟲的眼睛對偏振卻很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支復(fù)眼、的眼睛對偏振卻很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支復(fù)眼、兩支復(fù)眼，兩支復(fù)眼，每個復(fù)眼包含有每個復(fù)眼包含有6300個小眼個小眼，這些小眼能，這些小眼能根據(jù)根據(jù)太陽的偏光確定太陽的方位太陽的偏光確定太陽的方位，然后以太陽為定向標(biāo)來判斷，然后以太陽為定向標(biāo)來判斷方向，所以蜜蜂可以

15、準(zhǔn)確無誤地把它的同類引到它所找到方向，所以蜜蜂可以準(zhǔn)確無誤地把它的同類引到它所找到的花叢。的花叢。 再如在沙漠中，如果不帶羅盤，人是會迷路的，但是再如在沙漠中，如果不帶羅盤，人是會迷路的，但是沙漠中有一種螞蟻，它能沙漠中有一種螞蟻，它能利用天空中的紫外偏光導(dǎo)航利用天空中的紫外偏光導(dǎo)航，因，因而不會迷路。而不會迷路。例兩個偏振片緊靠在一起將它們放在一盞燈的前面以致例兩個偏振片緊靠在一起將它們放在一盞燈的前面以致沒有光通過如果將其中的一片旋轉(zhuǎn)沒有光通過如果將其中的一片旋轉(zhuǎn)180度，在旋轉(zhuǎn)過程度，在旋轉(zhuǎn)過程中，將會產(chǎn)生下述的哪一種現(xiàn)象（中，將會產(chǎn)生下述的哪一種現(xiàn)象（ ）A、透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，然

16、后又減少到零、透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，然后又減少到零B、透過偏振片的光強(qiáng)光增強(qiáng)，然后減少到非零的最、透過偏振片的光強(qiáng)光增強(qiáng)，然后減少到非零的最小值小值C、透過偏振片的光強(qiáng)在整個過程中都增強(qiáng)、透過偏振片的光強(qiáng)在整個過程中都增強(qiáng)D、透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，再減弱，然后又增強(qiáng)、透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，再減弱，然后又增強(qiáng)分析：起偏器和檢偏器的偏振方向垂直時，沒有分析：起偏器和檢偏器的偏振方向垂直時，沒有光通過；偏振方向平行時，光強(qiáng)度達(dá)到最大當(dāng)其光通過；偏振方向平行時，光強(qiáng)度達(dá)到最大當(dāng)其中一個偏振片轉(zhuǎn)動中一個偏振片轉(zhuǎn)動180度的過程中，兩偏振片的方度的過程中，兩偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通過的光先增強(qiáng)，向由垂直到平行再到垂直，所以通過的光先增強(qiáng)，又減小到零，選項(xiàng)又減小到零，選項(xiàng)A正確正確 小結(jié)： 光波是一種橫波光波是一種橫波. 偏振光會發(fā)生偏振現(xiàn)象偏振光會發(fā)生偏振現(xiàn)象