偏振光的應(yīng)用

第頁偏振光的應(yīng)用————XXX摘要：名稱與定義橫波縱波偏振原理自然光偏振光應(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；4、LCD液晶屏；偏振光紅外偏振光在醫(yī)療范圍的應(yīng)用：5、紅外偏振光治療的特點(diǎn)：產(chǎn)生特性定義：光波的光矢量的方向不變，只是其大小隨相位變化的光。偏振光，光學(xué)名詞。光是一種電磁波，電磁波是橫波。而振動(dòng)方向和光波前進(jìn)方向構(gòu)成的平面叫做振動(dòng)面，光的振動(dòng)面只限于某一固定方向的，叫做平面偏振光或線偏振光。橫波光是一種電磁波，是由與傳播方向垂直的電場和磁場交替轉(zhuǎn)換的振動(dòng)形成的。這種振動(dòng)方向與傳播方向垂直的波我們稱之為橫波?？v波聲波是靠空氣或別的媒質(zhì)前后壓縮振動(dòng)傳播的，它的振動(dòng)方向與傳播相同，這類波我們稱之為縱波。偏振原理：通常光源發(fā)出的光，它的振動(dòng)面不只限于一個(gè)固定方向而是在各個(gè)方向上均勻分布的。這種光叫做自然光。光的偏振性是光的橫波性的最直接，最有力的證據(jù)，光的偏振現(xiàn)象可以借助于實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行觀察，P1、P2是兩塊同樣的偏振片。通過一片偏振片p1直接觀察自然光（如燈光或陽光），透過偏振片的光雖然變成了偏振光，但由于人的眼睛沒有辨別偏振光的能力，故無法察覺。如果我們把偏振片P1的方位固定，而把偏振片P2緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)，就可發(fā)現(xiàn)透射光的強(qiáng)度隨著P2轉(zhuǎn)動(dòng)而出現(xiàn)周期性的變化，而且每轉(zhuǎn)過90°就會(huì)重復(fù)出現(xiàn)發(fā)光強(qiáng)度從最大逐漸減弱到最暗；繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)P2則光強(qiáng)又從接近于零逐漸增強(qiáng)到最大。由此可知，通過P1的透射光與原來的入射光性質(zhì)是有所不同的，這說明經(jīng)P1的透射光的振動(dòng)對傳播方向不具有對稱性。自然光經(jīng)過偏振片后，改變成為具有一定振動(dòng)方向的光。這是由于偏振片中存在著某種特征性的方向，叫做偏振化方向，偏振片只允許平行于偏振化方向的振動(dòng)通過，同時(shí)吸收垂直于該方向振動(dòng)的光。通過偏振片的透射光，它的振動(dòng)限制在某一振動(dòng)方向上,我們把第一個(gè)偏振片P1叫做“起偏器”，它的作用是把自然光變成偏振光，但是人的眼睛不能辨別偏振光。必須依靠第二片偏振片P2去檢偏振光原理查。旋轉(zhuǎn)P2，當(dāng)它的偏振化方向與偏振光的偏振面平行時(shí)，偏振光可順利通過，這時(shí)在P2的后面有較亮的光。當(dāng)P2的偏振方向與偏振光的偏振面垂直時(shí)，偏振光不能通過，在P2后面也變暗。第二個(gè)偏振片幫助我們辨別出偏振光，因此它也稱為“檢偏器”。光是一種電磁波，電磁波是橫波。而振動(dòng)方向和光波前進(jìn)方向構(gòu)成的平面叫做振動(dòng)面，光的振動(dòng)面只限于某一固定方向的，叫做平面偏振光或線偏振光。自然光光波是橫波，即光波矢量的振動(dòng)方向垂直于光的傳播方向。通常，光源發(fā)出的光波，其光波矢量的振動(dòng)在垂直于光的傳播方向上作無規(guī)則取向，但統(tǒng)計(jì)平均來說，在空間所有可能的方向上，光波矢量的分布可看偏振光作是機(jī)會(huì)均等的，它們的總和與光的傳播方向是對稱的，即光矢量具有軸對稱性、均勻分布、各方向振動(dòng)的振幅相同，這種光就稱為自然光。偏振光偏振光是指光矢量的振動(dòng)方向不變，或具有某種規(guī)則地變化的光波。按照其性質(zhì),偏振光又可分為平面偏振光（線偏光）、圓偏振光和橢圓偏振光、部分偏振光幾種。如果光波電矢量的振動(dòng)方向只局限在一確定的平面內(nèi)，則這種偏振光稱為平面偏振光，若軌跡在傳播過程中為一直線，故又稱線偏振光。如果光波偏振光電矢量隨時(shí)間作有規(guī)則地改變，即電矢量末端軌跡在垂直于傳播方向的平面上呈圓形或橢圓形,則稱為圓偏振光或橢圓偏振光。如果光波電矢量的振動(dòng)在傳播過程中只是在某一確定的方向上占有相對優(yōu)勢，這種偏振光就稱為部分偏振光。偏振光應(yīng)用1、汽車車燈汽車夜間在公路上行駛與對面的車輛相遇時(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。另外，在陽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來的耀眼的陽光，常會(huì)使眼睛睜不開。由于光是橫波，所以這些強(qiáng)烈的來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)畫像，放映時(shí)把兩個(gè)畫像同時(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)畫面分別通過兩只眼睛觀察，在人的腦海中就形成立體化的影像了。3、生物的生理機(jī)能與偏振光人的眼睛對光的偏振狀態(tài)是不能分辨的，但某些昆蟲的眼睛對偏振卻很敏感。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)太陽的偏光確定太陽的方位，然后以太陽為定向標(biāo)來判斷方向，所以蜜蜂可以準(zhǔn)確無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。4、LCD液晶屏LCD技術(shù)是把液晶灌入兩個(gè)列有細(xì)槽的平面之間。這兩個(gè)平面上的槽互相垂直(相交成90度)。也就是說，若一個(gè)平面上的分子南北向排列，則另一平面上的分子?xùn)|西向排列，而位于兩個(gè)平面之間的分子被強(qiáng)迫進(jìn)入一種90度扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經(jīng)過液晶時(shí)也被扭轉(zhuǎn)90度。但當(dāng)液晶上加一個(gè)電壓時(shí)，分子便會(huì)重新垂直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。LCD是依賴極化濾光器(片)和光線本身。自然光線是朝四面八方隨機(jī)發(fā)散的。極化濾光器實(shí)際是一系列越來越細(xì)的平行線。這些線形成一張網(wǎng)，阻斷不與這些線平行的所有光線。極化濾光器的線正好與第一個(gè)垂直，所以能完全阻斷那些已經(jīng)極化的光線。只有兩個(gè)濾光器的線完全平行，或者光線本身已扭轉(zhuǎn)到與第二個(gè)極化濾光器相匹配，光線才得以穿透。LCD正是由這樣兩個(gè)相互垂直的極化濾光器構(gòu)成，所以在正常情況下應(yīng)該阻斷所有試圖穿透的光線。但是，由于兩個(gè)濾光器之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個(gè)濾光器后，會(huì)被液晶分子扭轉(zhuǎn)90度，最后從第二個(gè)濾光器中穿出。另一方面，若為液晶加一個(gè)電壓，分子又會(huì)重新排列并完全平行，使光線不再扭轉(zhuǎn)，所以正好被第二個(gè)濾光器擋住?？傊与妼⒐饩€阻斷，不加電則使光線射出。5、紅外偏振光在醫(yī)療范圍的應(yīng)用：運(yùn)動(dòng)性疼痛——各種亞急性慢性肌肉痛和關(guān)節(jié)痛；各種骨關(guān)節(jié)退行性病變所致的疼痛：頸椎病、肩周炎、肱骨外上髁炎；腰椎間盤突出癥、膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎、足跟痛與足底痛及各種關(guān)節(jié)炎等；紅外偏振光治療的特點(diǎn)：①無損傷，②無痛苦，③無感染危險(xiǎn)，④治療時(shí)間短，⑤無副作用及并發(fā)癥，⑥適應(yīng)范圍廣，⑦作為神經(jīng)阻滯的輔助療法或替代療法。偏振光可用于對藥物有變態(tài)反應(yīng)的高齡、出血性疾病等不宜神經(jīng)阻滯的患者?？膳c各種藥物療法并用。操作者無須較高的醫(yī)療技術(shù)，在醫(yī)師指導(dǎo)下護(hù)士即可完成局部普通照射操作。激光是單色線性偏振光，紅外偏振光是寬譜橢圓偏振光，類似于不同波段低功率激光的復(fù)合應(yīng)用。試驗(yàn)證明，不同波段激光復(fù)合應(yīng)用的療效多優(yōu)于單一激光。產(chǎn)生通過反射、多次折射、雙折射和選擇性吸收的方法可以獲得平面偏振光。本實(shí)驗(yàn)采用具有選擇吸收的偏振片產(chǎn)生平面偏振光。偏振片是用人工方法制成的薄膜，是用特殊方法使選擇性吸收很強(qiáng)的微粒晶體在透明膠層中作有規(guī)則排列而制成的，它允許透過某一電矢量振動(dòng)方向的光（此方向稱為偏振化方向），而吸收與其垂直振動(dòng)的光，即具有二向色性.因此自然光通過偏振片后，透射光基本上成為平面偏振光。由于偏振片易于制作，所以它是普遍使用的偏振器。特性偏振光示意圖橫波有一個(gè)特性，就是它的振動(dòng)是有極性的。在與傳播方向垂直的平面上，它可以向任一方向振動(dòng)。我們一般把光波電場振動(dòng)方向作為光振動(dòng)方向。如果一束光線都在同一方向上振動(dòng)，我們就稱它們是偏振光，或嚴(yán)格一點(diǎn)，稱為完全偏振光。一般的自然光在各個(gè)方向振動(dòng)是均勻分布的，是非偏振光。但是，光滑的非金屬表面在一定角度