成才之路 物理 路漫漫其修遠兮吾將上下而求索 人教版 選修3 4 機械波 第十三章 第六節(jié)光的偏振 第十二章 你看過立體電影嗎 當你戴上一副特制的眼鏡 開始欣賞立體電影時 經歷過敵人的拳頭向你襲來 如圖所示 的感受嗎 立體電影和一般電影的物理原理有何不同 橫波只沿某一特定的 的現象稱偏振現象 偏振現象 方向振動 1 自然光太陽 電燈等普通光源發(fā)生的光 包含著在垂直于傳播方向上 的光 而且沿著各個方向振動的光波的強度都 這種光是自然光 2 偏振光光在垂直于傳播方向的平面上 只沿著某個特定的 這種光叫做偏振光 自然光與偏振光 沿一切方向振動 相同 方向振動 1 攝影技術中的應用由于水或玻璃表面的反射光的干擾 常使景像不清楚 如果在照相機鏡頭前裝一片 讓它的透振方向與反射光的偏振方向垂直 就可以 反射光而使景像清晰 偏振光的應用 偏振濾光片 減弱 2 偏振片在汽車擋風玻璃上的應用在夜間行車時 迎面開來的車燈眩光常常使司機看不清路面 容易發(fā)生事故 如果在每輛車燈玻璃上和司機坐席前面的擋風玻璃上安裝一塊 并使它們的透振方向跟水平方向成 角 就可以解決這一問題 3 立體電影立體電影也是利用了光的 原理 偏振片 45 偏振 一 偏振現象1 波的偏振 1 狹縫對橫波 縱波的影響如果在波的傳播方向上放一帶狹縫的木板 不管狹縫方向如何 縱波都能自由通過狹縫 對橫波 只有狹縫的方向與橫波質點的振動方向相同時 橫波才能毫無阻礙地通過狹縫 當狹縫的方向與質點的振動方向垂直時 橫波就不能通過狹縫 這種現象叫做偏振 如圖所示 2 橫波獨有的特征偏振現象是橫波所特有的 故利用偏振現象可判斷一列波是橫波還是縱波 二 光的偏振1 光屬于電磁波 是橫波 具有偏振性 從普遍光源直接發(fā)出的光 自然光 包含在垂直于光的傳播方向上一切方向振動的光 而且沿著各個方向振動的光波是均勻的 不顯示偏振性 如圖 自然光通過偏振片后變成偏振光 后面的屏是明亮的 轉動偏振片時 偏振光的振動方向隨之變化 但屏上亮度不變 2 自然光通過偏振片后 只有振動方向跟透振方向一致的光才能通過 這時的光只沿著一個特定的方向振動 顯示偏振性 如圖 偏振光經過偏振片時 若光的振動方向與偏振片的 透振方向 平行 屏是亮的 若光的振動方向與偏振片的 透振方向 垂直 屏是暗的 若既不平行也不垂直 屏的亮度介于兩者之間 隨振動方向與 透振方向 的夾角變大 亮度逐漸變暗 現象分析題 通過一塊偏振片去觀察電燈 蠟燭 月亮 反光的黑板 當以入射光線為軸轉動偏振片時 看到的現象有何不同 解析 通過一塊偏振片去觀察電燈 蠟燭時 透射光的強弱不隨偏振片的旋轉而變化 因為燈光 燭光都是自然光 沿各個方向振動的光的強度相同 因此當偏振片旋轉時 透射出來的光波的振動方向雖然改變了 肉眼對此不能感覺 但光的強弱沒有改變 月亮和黑板反射的光已經是偏振光 它們通過偏振片透射過來的光線的強弱會隨偏振片的旋轉發(fā)生周期性的變化 二 自然光與偏振光的比較 特別提醒 1 偏振現象在生活中非常普遍 并不是只有自然光通過偏振片后才變?yōu)槠窆?生活中除光源直接發(fā)出的光外 我們看到的絕大部分光都是偏振光 如自然光射到水面時的反射和折射光線 尤其是二者互相垂直時 都是典型的偏振光 并且是完全偏振光 振動方向相互垂直 2 只有橫波才能發(fā)生偏振現象 光是橫波 三門峽市2014 2015學年高二下學期期末 如圖所示 兩光屏間放有兩個偏振片 它們四者平行共軸 現讓太陽光沿軸線通過光屏M上的小孔照射到固定不動的偏振片P上 再使偏振片Q繞軸勻速轉動一周 則關于光屏上光的亮度變化情況 下列說法中正確的是 對光的偏振現象的理解 A 光屏上光的亮度保持不變B 光屏上光的亮度會時亮時暗C 光屏上有兩條與偏振片P Q透振方向對應的亮線D 光屏上只有一條亮線隨偏振片轉動而轉動解析 太陽光是自然光 沿軸線通過光屏M上的小孔照射到固定不動的偏振片P后成為偏振光 當偏振片P與Q平行時 亮度最大 當偏振片P與Q垂直時 光屏沒有亮度 所以光屏上光的亮度是由亮到暗 再由暗到亮 不會有亮線產生 故B正確 答案 B 光的偏振現象說明光是橫波 下列現象中不能反映光的偏振特性的是 A 一束自然光相繼通過兩個偏振片 以光束為軸旋轉其中一個偏振片 透射光的強度發(fā)生變化B 一束自然光入射到兩種介質的分界面上 當反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90 時 反射光是偏振光C 日落時分 拍攝水面下的景物 在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清晰D 通過手指間的縫隙觀察日光燈 可以看到彩色條紋 答案 D解析 通過手指的縫隙觀察日光燈 看到彩色條紋是光的衍射現象 其余各項均是光的偏振現象 故選D 物理與科學技術 為什么觀眾戴上一副特殊的眼鏡就能看到由立體電影放出的立體圖象 光的偏振的應用 解析 放立體電影時有左右兩架放影機同時工作 如上圖所示 在每架放映機前裝有一塊偏振鏡子 其偏振方向互相垂直 因此從放映機前偏振鏡射出的兩束偏振光的偏振方向互相垂直 這兩束偏振光經屏幕反射其偏振方向不改變 觀眾眼睛所戴的偏振眼鏡的兩只鏡片偏振方向互相垂直 且左眼鏡片跟左邊放映機前偏振鏡的偏振方向一致 這樣 左眼只能看到左邊放映機映出的畫面 右眼只能看到右邊放映機映出的畫面 兩眼看到的畫面略有差別 因而產生立體感 點評 偏振現象在解釋過程中都必須涉及必要的光路圖 體現偏振片在其中所起的作用 夜晚 汽車前燈發(fā)出的強光將迎面駛來的汽車司機照得睜不開眼 嚴重影響行車安全 如圖 若考慮將汽車前燈玻璃改用偏振玻璃 使射出的燈光變?yōu)槠窆?同時汽車前窗玻璃也采用偏振玻璃 其透振方向正好與燈光的振動方向垂直 但還要能看清自己車燈發(fā)出的光所照亮的物體 假設所有的汽車前窗玻璃和前燈玻璃均按同一要求設置 如下措施中可行的是 A 前窗玻璃的透振方向是豎直的 車燈玻璃的透振方向是水平的B 前窗玻璃的透振方向是豎直的 車燈玻璃的透振方向是豎直的C 前窗玻璃的透振方向是斜向右上45 車燈玻璃的透振方向是斜向左上45 D 前窗玻璃和車燈玻璃的透振方向都是斜向右上45 答案 D 解析 此題要求自己車燈發(fā)出的光經對面車窗反射后仍能進入自己眼中 而對面車燈發(fā)出的光不能進入自己的眼中 若前窗的透振方向豎直 車燈玻璃的透振方向水平 從車燈發(fā)出的光照射到物體上反射回的光線將不能透過窗玻璃 司機面前將是一片漆黑 所以A錯誤 若前窗玻璃與車燈玻璃透振方向均豎直 則對面車燈的光仍能照射得司機睜不開眼 B錯誤 若前窗玻璃的透振方向是斜向右上45 車燈玻璃的透振方向是斜向左上45 則車燈發(fā)出的光經物體反射后無法透射進本車窗內 卻可以透射進對面車內 C錯誤 故D正確