1、第十三章 光,6 光的偏振,你看过立体电影吗？当你戴上一副特制的眼镜，开始欣赏立体电影时，经历过敌人的拳头向你袭来(如图所示)的感受吗？立体电影和一般电影的物理原理有何不同？,情景导入,问题：光的干涉和衍射说明光具有波动性，但光波是横波还是 纵波呢？,如何判断某种波是横波，还是纵波？,据此可以判断某种波是横波，还是纵波。,不同的横波振动方向可能不同,在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上.,在横波中，振动方向总是垂直于波的传播方向.,机械横波与纵波的区别,机械波穿过狭缝,在纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上， 在横波中，各点的振动方向总与波的传播方向垂直， 据此可以判
2、断某种波是横波，还是纵波？,不同的横波振动方向可能不同,图甲是一列横波.当这列横波穿过两个带有狭缝的木板时, 狭缝的方向与波的振动方向相同,横波可以穿过。 当我们将后一块木板旋转900以后,我们发现这时横波就不能再通过了。 我们把这种现象称为横波的偏振现象。,1定义： 偏振现象-在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的 方向振动的波叫波的偏振现象。,2只有横波才有偏振现象,一、横波的偏振现象,知识梳理,横波能够发生偏振现象而纵波不能发生偏振现象，这就是横波与纵波的一个区别。因此我们要判断一列波是横波还是纵波，只要看它能否发生偏振现象就可以啦!,乙,图乙是一列纵波，以这列纵波的传播方向为轴，无
3、论我们怎么旋转第二块木板，纵波都能通过。也就是说纵波不发生偏振现象。,3纵波不发生偏振现象,通光方向,腰横别扁担进不了城门,二、光的偏振现象,偏振片：一种由高分子薄膜制成的光学器件，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫做“透振方向”。,1观察光的偏振现象要用偏振片,线偏振光的图示,在纸面内振动,垂直纸面的振动,P,a.通过一块偏振P 看太阳的 透射光。 （转动P，亮度有无变化？）,实验：观察阳光通过偏振片后透射光的强度变化,b. 在偏振片P 的后面再放 置另一个偏振片Q，转动Q， 观察通过两块偏振片的透 射强度有无变化？,甲,乙,现象： 甲图：转动
4、偏振片P，透射光的强度不变 乙图：转动偏振片Q，透射光强度变化： P、Q 偏振片平行时，透射光最强； P、Q 偏振片垂直时，透射光最暗。,（2）自然光特点： 普通光源发光： 在垂直传播方向的平面内 各个方向的光振动全有 各个振动方向的强度相等,（1）太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，这种光叫自然光。,2.自然光,3偏振光-在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的 方向振动的光叫偏振光。,自然光,偏振光,起偏器,检偏器,光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光。 光振动沿着特定方向的光就是偏振光。,通过起偏器P 的光是偏振光。,当只有一块偏振片时，以光的传
5、播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变。,当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱。,当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零。,光的偏振现象并不罕见。除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光。 自然光射到两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是90，这时反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直。,4光是一种横波,光的偏振现象有很多应用。如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、 玻璃橱窗里的陈列物的照片时，由于水面或玻璃表面的反射光的干扰， 常使景像不清楚。如果
6、在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振 方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰。,三、偏振现象的应用,不加偏振片拍摄，水盆中图案 模糊不清,加偏振片拍摄，图案变清晰,哪个加了偏振片拍摄？,液晶显示,上下两极板没有电压（液晶有旋光性）,自然光通过第一块偏振片成为偏振光,上下两极板有一定大小的电压 （ 液晶无旋光性）,问题： 如何从普通光源中取得偏振光呢？,方法： （1）偏振片法 （2）反射折射法,问题探究,检 偏,方法： （1）用起偏器获取偏振光,1.一般入射角的情况 反射光 折射光都是部分偏振光,反射光中 垂直入射面振动占优 折射光中 平行入射面振动占优,方法： （2）布
7、儒斯特定律,2.特殊入射角的情况,1 ) 两光偏振状态 反射光 - 完全偏振光 折射光 - 部分偏振光,2 )反射光线与折射光线垂直,(起偏角或布儒斯特角 ),入射角满足,3、布儒斯特定律,光在两各向同性介质表面入射时 如果入射角与两介质折射率存在下述关系,反射光成为只有垂直振动的线偏振光 这就是布儒斯特定律,例1、如图所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，则关于光屏上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是(),一、对光的偏振现象的理解,典例剖析,A光屏上光的亮度保持不变 B光屏上光的亮度会时亮
8、时暗 C光屏上有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线 D光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动,解析：太阳光是自然光，沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P后成为偏振光，当偏振片P与Q平行时，亮度最大，当偏振片P与Q垂直时，光屏没有亮度，所以光屏上光的亮度是由亮到暗，再由暗到亮，不会有亮线产生，故B正确。 答案：B,例2、光的偏振现象说明光是横波，下列现象中不能反映光的偏振特性的是() A一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化 B一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90时，反射光是偏振光 C日落时分，拍摄水面
9、下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰 D通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹,D,解析：通过手指的缝隙观察日光灯，看到彩色条纹是光的衍射现象。其余各项均是光的偏振现象，故选D。,例3、为什么观众戴上一副特殊的眼镜就能看到由立体电影放出的立体图象？,二、光的偏振的应用,解析：放立体电影时有左右两架放影机同时工作，如上图所示，在每架放映机前装有一块偏振镜子，其偏振方向互相垂直，因此从放映机前偏振镜射出的两束偏振光的偏振方向互相垂直，这两束偏振光经屏幕反射其偏振方向不改变，观众眼睛所戴的偏振眼镜的两只镜片偏振方向互相垂直，且左眼镜片跟左边放映机前偏振镜的偏振方向一致，这样，
10、左眼只能看到左边放映机映出的画面，右眼只能看到右边放映机映出的画面，两眼看到的画面略有差别，因而产生立体感。 点评：偏振现象在解释过程中都必须涉及必要的光路图，体现偏振片在其中所起的作用。,例4、夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，严重影响行车安全。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中可行的是(),A前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的 B前窗玻璃的透振方向是竖直的
11、，车灯玻璃的透振方向是竖直的 C前窗玻璃的透振方向是斜向右上45，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45 D前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45,解析：此题要求自己车灯发出的光经对面车窗反射后仍能进入自己眼中，而对面车灯发出的光不能进入自己的眼中。若前窗的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的光照射到物体上反射回的光线将不能透过窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，所以A错误；若前窗玻璃与车灯玻璃透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照射得司机睁不开眼，B错误；若前窗玻璃的透振方向是斜向右上45，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45，则车灯发出的光经物体反射后无法透射进本车窗内，却可以透射进对面
12、车内，C错误，故D正确。,答案：D,1如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则（） A图中a光为偏振光 B图中b光为偏振光 C以SP为轴将B 转过180后，在P处将看到光亮 D以SP为轴将B 转过90后，在P处将看到光亮,BD,课堂达标,2如图所示，P是偏振片，P的透振方向(用带箭头的实线表示)为竖直方向下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光( ) A太阳光 B沿竖直方向振动的光 C沿水平方向振动的光 D沿与竖直方向成45角振动的光,ABD,3.两个偏振片紧靠在一起将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过如果将其中的一片旋转180度
13、，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象（ ） A、透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零B、透过偏振片的光强光增强，然后减少到非零的最小值C、透过偏振片的光强在整个过程中都增强D、透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强,分析：起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过；偏振方向平行时，光强度达到最大当其中一个偏振片转动180度的过程中，两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光先增强，又减小到零，选项A正确,A,1只有横波才有偏振现象 2自然光、偏振光、光振动 3光的偏振现象说明光是横波 4实验中起偏器、检偏器的作用 5. 光的偏振现象的应用,课堂小结,汽车车灯:,因此，只需带一副
14、只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。, 知识扩展,观看立体电影:,在拍摄立体电影时，用两个摄影机，两个摄影机的镜头相当于人的两只眼睛，它们同时分别拍下同一物体的两个画像，放映时把两个画像同时映在银幕上。如果设法使观众的一只眼睛只能看到其中一个画面，就可以使观众得到立体感。在放映时，两个放像机每个放像机镜头上放一个偏振片，两个偏振片的偏振化方向相互垂直，观众戴上用偏振片做成的眼镜，左眼偏振片的偏振化方向与左面放像机上的偏振化方向相同，右眼偏振片的偏振化方向与右面放像机上的偏振化方向相同，这样，银幕上的两个画面分别通过两只眼睛观察，在人的脑海中就形成立体化的影像了。,用偏光镜消除了反射偏振光,玻璃门表面的反光很强,用偏光镜减弱了反射偏振光,橱窗设计,T,谢谢观看,HANK YOU!,