高二物理第十三章光的偏振課件 人教版選修34.ppt

第六節(jié)光的偏振 第十三章光 復(fù)習(xí) 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 一 偏振現(xiàn)象 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 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 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) 檢偏 方法 1 用起偏器獲取偏振光 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 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 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 我們通常看到的絕大部分光 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 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) 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 入射角滿足 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 二 偏振現(xiàn)象的應(yīng)用 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) 玻璃門表面的反光很強(qiáng) 用偏光鏡減弱了反射偏振光 不加偏振片拍攝 櫥窗中景物模糊不清 加偏振片拍攝 景物變清晰 偏光鏡頭立體電影 例兩個(gè)偏振片緊靠在一起將它們放在一盞燈的前面以致沒(méi)有光通過(guò) 如果將其中的一片旋轉(zhuǎn)180度 在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中 將會(huì)產(chǎn)生下述的哪一種現(xiàn)象 a 透過(guò)偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng) 然后又減少到零b 透過(guò)偏振片的光強(qiáng)光增強(qiáng) 然后減少到非零的最小值c 透過(guò)偏振片的光強(qiáng)在整個(gè)過(guò)程中都增強(qiáng)d 透過(guò)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