歡迎進(jìn)入物理課堂 光的偏振 人接收的信息有90 來(lái)自眼睛看到的光 光給了我們多姿多彩的世界 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 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 4 偏振現(xiàn)象的應(yīng)用 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?？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 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 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 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(mǎn)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 偏振現(xiàn)象的應(yīng)用 液晶顯示 小結(jié) 光波是一種橫波 偏振光會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全