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高中物理新人教版 選修３- 4系列課件,13.6《光的偏振》,教學(xué)目標(biāo),１、橫波與偏振現(xiàn)象 ２、光源的偏振狀態(tài) （１）線偏振光； （２）自然光 ３、偏振光的獲取 ４、偏振光的應(yīng)用 （1）汽車車燈；（2）觀看立體電影 （3）生物的生理機(jī)能與偏振光,機(jī)械橫波與縱波的區(qū)別,,,,,,,,,,,,機(jī)械波穿過(guò)狹縫,一、橫波與偏振現(xiàn)象,只有橫波有偏振現(xiàn)象 而縱波無(wú)偏振問(wèn)題,如何檢驗(yàn)光的橫波性呢？---用偏振片檢驗(yàn),,通光方向,,,,,通,,不通,,,,,形象說(shuō)明偏振片的原理,通光方向,腰橫別扁擔(dān)進(jìn)不了城門,1. 線偏振光,,,,線偏振光的圖示,也叫面偏振光 偏振光 完全偏振光,二、光源的偏振狀態(tài),在紙面內(nèi)振動(dòng),垂直紙面的振動(dòng),2．自然光 普通光源發(fā)光： 在垂直傳播方向的平面內(nèi) 各個(gè)方向的光振動(dòng)全有 各個(gè)振動(dòng)方向的強(qiáng)度相等,三、偏振光的獲取,問(wèn)題： 如何從普通光源中取得偏振光呢？,方法： （1）偏振片法 （2）反射折射法,,檢 偏,方法： （1）用起偏器獲取偏振光,1.一般入射角的情況 反射光 折射光都是部分偏振光,反射光中 垂直入射面振動(dòng)占優(yōu) 折射光中 平行入射面振動(dòng)占優(yōu),方法： （2）布儒斯特定律,2.特殊入射角的情況,1 ) 兩光偏振狀態(tài) 反射光 -- 完全偏振光 折射光 -- 部分偏振光,2 )反射光線與折射光線 垂直,(起偏角或布儒斯特角 ),入射角滿足,3、布儒斯特定律,光在兩各向同性介質(zhì)表面入射時(shí) 如果入射角與兩介質(zhì)折射率存在下述關(guān)系,反射光成為只有垂直振動(dòng)的線偏振光 這就是布儒斯特定律,四、偏振光的應(yīng)用 光的偏振在科學(xué)技術(shù)及工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。比如在機(jī)械工業(yè)中，利用偏振光的干涉來(lái)分析機(jī)件內(nèi)部應(yīng)力分布情況，這就是光測(cè)彈性力學(xué)的課題。在化工廠里，我們可以利用偏振光測(cè)量溶液的濃度。偏光干涉儀、偏光顯微鏡在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、地質(zhì)學(xué)等方面有著重要的應(yīng)用。在航海、航空方面則制出了偏光天文羅盤。 下面我們介紹幾種日常生活中應(yīng)用偏振光的實(shí)例： 1、汽車車燈 汽車夜間在公路上行駛與對(duì)面的車輛相遇時(shí)，為了避免雙方車燈的眩目，司機(jī)都關(guān)閉大燈，只開(kāi)小燈，放慢車速，以免發(fā)生車禍。如駕駛室的前窗玻璃和車燈的玻璃罩都裝有偏振片，而且規(guī)定它們的偏振化方向都沿同一方向并與水平面成45度角，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(duì)面車燈的光，這樣，汽車在夜間行駛時(shí)，即不要熄燈，也不要減速，可以保證安全行車。,,a =0或a =1800時(shí), I2=I1光強(qiáng)最強(qiáng),討論：,a=900或a=2700時(shí), I=0光強(qiáng)最弱,另外，在陽(yáng)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(guò)來(lái)的耀眼的陽(yáng)光，常會(huì)使眼睛睜不開(kāi)。由于光是橫波，所以這些強(qiáng)烈的來(lái)自上空的散射光基本上是水平方向振動(dòng)的。因此，只需帶一副只能透射豎直方向偏振光的偏振太陽(yáng)鏡便可擋住部分的散射光。 2、觀看立體電影 在拍攝立體電影時(shí)，用兩個(gè)攝影機(jī)，兩個(gè)攝影機(jī)的鏡頭相當(dāng)于人的兩只眼睛，它們同時(shí)分別拍下同一物體的兩個(gè)畫(huà)像，放映時(shí)把兩個(gè)畫(huà)像同時(shí)映在銀幕上。如果設(shè)法使觀眾的一只眼睛只能看到其中一個(gè)畫(huà)面，就可以使觀眾得到立體感。為此，在放映時(shí)，兩個(gè)放放像機(jī)每個(gè)放像機(jī)鏡頭上放一個(gè)偏振片，兩個(gè)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，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，銀幕上的兩個(gè)畫(huà)面分別通過(guò)兩只眼睛觀察，在人的腦海中就形成立體化的影像了。,偏光鏡頭 立體電影,3、生物的生理機(jī)能與偏振光 人的眼睛對(duì)光的偏振狀態(tài)是不能分辨的，但某些昆蟲(chóng)的眼睛對(duì)偏振卻很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支復(fù)眼、兩支復(fù)眼，每個(gè)復(fù)眼包含有6300個(gè)小眼，這些小眼能根據(jù)太陽(yáng)的偏光確定太陽(yáng)的方位，然后以太陽(yáng)為定向標(biāo)來(lái)判斷方向，所以蜜蜂可以準(zhǔn)確無(wú)誤地把它的同類引到它所找到的花叢。 再如在沙漠中，如果不帶羅盤，人是會(huì)迷路的，但是沙漠中有一種螞蟻，它能利用天空中的紫外偏光導(dǎo)航，因而不會(huì)迷路。,（C） 用偏光鏡消除了反射偏振光 使玻璃門內(nèi)的人物清晰可見(jiàn),（A） 玻璃門表面的反光很強(qiáng),（B） 用偏光鏡減弱了反射偏振光,櫥窗設(shè)計(jì),本堂課小結(jié) 一、光的偏振態(tài) 自然光、線偏振光、部分偏振光 二、線偏振光的獲得 偏振片法、反射和折射法 三、基本物理定律（光強(qiáng)變化） 1. 布儒斯特定律: 2. 馬呂斯定律: 四、偏振光的應(yīng)用實(shí)例 立體電影、汽車車燈、生物視覺(jué)、激光器的諧振腔、 等等,