選修3-4光的偏振ppt

光的偏振1、引入：在縱波中，振動方向總是跟波的傳播方向在同一直線上．在橫波中，振動方向總是垂直于波的傳播方向，但不同的橫波，振動方向可以不同．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，也可能沿著左右方向振動，也可能沿著任何其他方向振動．當(dāng)然，對于一個確定的橫波，它的振動方向是確定的．2、實驗：取一根軟繩，一端固定在墻上，手持另一端上下抖動，就在軟繩上形成一列橫波.現(xiàn)在，讓軟繩穿過一塊帶有狹縫的木板，如果狹縫與振動方向平行，則振動可以通過狹縫傳到木板的另一側(cè)（圖甲）．如果狹縫與振動方向垂直，則振動就被狹縫擋住而不能向前傳播（圖乙）．形象說明偏振片的原理通光方向腰橫別扁擔(dān)進(jìn)不了城門如果將這根繩換成細(xì)軟的彈簧，前后推動彈簧形成縱波，則無論狹縫怎樣放置，彈簧上的縱波都可以通過狹縫傳播到木板的另一側(cè)（如下圖）．

受上面實驗的啟發(fā)，我們可以利用類似的實驗來判斷光波是橫波還是縱波．偏振片由特定的材料制成，它上面有一個特殊的方向（叫做透振方向），只有振動方向與透振方向平行的光波才能通過偏振片．偏振片對光波的作用就像上圖中的狹縫對于機(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，來做光學(xué)實驗．當(dāng)只有一塊偏振片時，以光的傳播方向為軸旋轉(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，透射光的強(qiáng)度最大，但是，比通過一塊偏振片時要弱．當(dāng)兩塊偏振片的透振方向垂直時，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、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的光，而且沿著各個方向振動的光波的強(qiáng)度都相同．這種光叫做自然光.2、自然光通過第一個偏振片（叫做起偏器）之后，只有振動方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通過．也就是說，通過第一個偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個特定的方向振動．這種光叫做偏振光．

橫波只沿著某一個特定的方向振動，稱為波的偏振．只有橫波才有偏振現(xiàn)象．3、通過第一個偏振片的偏振光再通過第二個偏振片（稱為檢偏器）時，如果兩個偏振片的透振方向平行，那么，通過第一個偏振光的振動方向跟第二個偏振片的透振方向平行，透射光的強(qiáng)度最大．4、如果兩個偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振動方向跟第二個偏振片的透振方向垂直，偏振光不能通過第二個偏振片，透射光的強(qiáng)度為零．

所以，光是一種橫波．

a=0或a=1800時,I2=I1光強(qiáng)最強(qiáng)討論：a=900或a=2700時,I=0光強(qiáng)最弱

光的偏振現(xiàn)象有很多應(yīng)用．如在拍攝日落時水面下的景物、池中的游魚、玻璃櫥窗里的陳列物的照片時，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：拍攝加偏振片未加偏振片（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（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1、汽車車燈汽車夜間在公路上行駛與對面的車輛相遇時，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，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，用兩個攝影機(jī)，兩個攝影機(jī)的鏡頭相當(dāng)于人的兩只眼睛，它們同時分別拍下同一物體的兩個畫像，放映時把兩個畫像同時映在銀幕上。如果設(shè)法使觀眾的一只眼睛只能看到其中一個畫面，就可以使觀眾得到立體感。為此，在放映時，兩個放放像機(jī)每個放像機(jī)鏡頭上放一個偏振片，兩個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。

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，每個復(fù)眼包含有6300個小眼，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，因而不會迷路。例兩個偏振片緊靠在一起將它們放在一盞燈的前面以致沒有光通過．如果將其中的一片旋轉(zhuǎn)180度，在旋轉(zhuǎn)過程中，將會產(chǎn)生下述的哪一種現(xiàn)象（）

A、透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，然后又減少到零

B、透過偏振片的光強(qiáng)光增強(qiáng)，然后減少到非零的最小值

C、透過偏振片的光強(qiáng)在整個過程中都增強(qiáng)

D、透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，再減弱，然后又增強(qiáng)

分析：起偏器和檢偏器的偏振方向垂直時，沒有光通過；偏振方向平行時，光強(qiáng)度達(dá)到最大當(dāng)其中一個偏振片轉(zhuǎn)動180度的過程中，兩偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通過的光先增強(qiáng)，又減小到零，選項A正確．

小結(jié)：光波是一種橫波.偏振光會發(fā)生偏振現(xiàn)象激光的特點(diǎn)相干性好：頻率相同，很純的單色平行度好：發(fā)散很小亮度高：范圍小能量集中自科學(xué)家從1960年研究出激光以來,兩次因激光獲得諾貝爾物理學(xué)獎，16次應(yīng)用激光獲得諾貝爾物理學(xué)獎激光物理實驗激光CD片和CD機(jī)激光測距激光瞄準(zhǔn)激