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1、物理光的偏振第1页，共19页，编辑于2022年，星期日复习：复习：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，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，但不同的横波，振动方向可以不振动方向总是垂直于波的传播方向，但不同的横波，振动方向可以不同同例如一列横波沿水平方向传播，质点在竖直平面内可能沿着上下方向振例如一列横波沿水平方向传播，质点在竖直平面内可能沿着上下方向振动，也可能沿着左右方向振动，也可能沿着任何其他方向振动动，也可能沿着左右方向振动，也可能沿着任何其他方向振动当然，对于一个确定的横波，它的振动方向是确定的当然，对于一个确
2、定的横波，它的振动方向是确定的问题一：横波和纵波有什么区别问题一：横波和纵波有什么区别？问题二：光波，我们该如何来判断它究竟属于横波还是问题二：光波，我们该如何来判断它究竟属于横波还是纵波？纵波？请看下面判断横波和纵波的方法，请同学们看看能不能在这请看下面判断横波和纵波的方法，请同学们看看能不能在这个基础上也设计一个判断光是横波还是纵波的方法个基础上也设计一个判断光是横波还是纵波的方法 第2页，共19页，编辑于2022年，星期日一、偏振现象一、偏振现象1 1、实验：、实验：横波、纵波通横波、纵波通过狭缝过狭缝2 2、现象：、现象：横波只能通过与其振动方向相同的狭缝。称为横波只能通过与其振动方向
3、相同的狭缝。称为偏振现象偏振现象纵波能通过任何方向的狭缝。纵波能通过任何方向的狭缝。3、结论：、结论：只有横波才有偏振现象只有横波才有偏振现象 而纵波无偏振问题而纵波无偏振问题第3页，共19页，编辑于2022年，星期日4 4：偏振片：偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方向（叫做的方向（叫做透振方向透振方向），只有振动方向与透振方），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片偏振片对光波的作向平行的光波才能通过偏振片偏振片对光波的作用就像上图中的狭缝对于机械波的作用一样用就像上图中的狭缝对于机械波的作用一样现在利用偏振片代替现在利用偏振片代替上面的带
4、有狭缝的木板，上面的带有狭缝的木板，来做光学实验来做光学实验第4页，共19页，编辑于2022年，星期日只有振动方向与透振方向平行只有振动方向与透振方向平行的光才能通过偏振片。的光才能通过偏振片。形象说明偏振形象说明偏振片的原理片的原理通光方向通光方向腰横别扁担进不了城门腰横别扁担进不了城门第5页，共19页，编辑于2022年，星期日2、自然光自然光：由普通光源直接发出的光。由普通光源直接发出的光。特点：特点：在在垂直传播方向的平面内垂直传播方向的平面内各个方向各个方向的光振动全有的光振动全有各个振动各个振动方向的强度相等方向的强度相等是各个振动是各个振动的的无规混杂无规混杂1偏振光：垂直传播方向
5、的平面上，沿某个特定的方向振动的光。二：偏振光和自然光第6页，共19页，编辑于2022年，星期日第7页，共19页，编辑于2022年，星期日当只有一块偏振片时，当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强转偏振片，透射光的强度不变度不变当两块偏振片的透振方当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱一块偏振片时要弱当两块偏振片的透振方向当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零弱，几乎为零.第8页，共19页，编辑于2022年，星期日产生上述现象的原因：产
6、生上述现象的原因：（1 1）太阳、电灯等普通光源发出的光，包）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含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同这种光叫做度都相同这种光叫做自然光自然光.第9页，共19页，编辑于2022年，星期日（2 2）自然光通过第一个偏振片（叫做起）自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之后，只有振动方向跟偏振片的透偏器）之后，只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通过也就是说，振方向一致的光波才能通过也就是说，通过第一个偏振片的光波，在垂直于传播通过第一个偏振片的光波
7、，在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动这种光叫做动这种光叫做偏振光偏振光 横横波波只只沿沿着着某某一一个个特特定定的的方方向向振振动动，称称为为波波的的偏偏振振只只有有横横波波才才有偏振现象有偏振现象第10页，共19页，编辑于2022年，星期日（3 3）通通过过第第一一个个偏偏振振片片的的偏偏振振光光再再通通过过第第二二个个偏偏振振片片（称称为为检检偏偏器器）时时，如如果果两两个个偏偏振振片片的的透透振振方方向向平平行行，那那么么，通通过过第第一一个个偏偏振振光光的的振振动动方方向向跟跟第第二二个个偏偏振振片片的的透透振振方方向向平平行行，透透
8、射射光的强度最大光的强度最大第11页，共19页，编辑于2022年，星期日（4 4）如如果果两两个个偏偏振振片片的的透透振振方方向向垂垂直直，那那么么，偏偏振振光光的的振振动动方方向向跟跟第第二二个个偏偏振振片片的的透透振振方方向向垂垂直直，偏偏振振光光不不能能通通过过第第二二个个偏偏振振片片，透透射射光光的强度为零的强度为零 所以，光是一种横波所以，光是一种横波 Q不动，旋不动，旋转转P，结果如，结果如何？何？第12页，共19页，编辑于2022年，星期日光光的的偏偏振振现现象象并并不不罕罕见见除除了了从从光光源源（如如太太阳阳、电电灯灯等等）直直接接发发出出的的光光以以外外，我我们们通通常常看
9、看到到的的绝绝大大部部分分光光，都都是是偏偏振振光光自自然然光光射射到到两两种种介介质质的的界界面面上上，如如果果光光入入射射的的方方向向合合适适，使使反反射射光光与与折折射射光光之之间间的的夹夹角角恰恰好好是是9090，这这时时，反反射射光光和和折折射射光光就就都都是是偏偏振振的的，并并且偏振方向互相垂直且偏振方向互相垂直四：偏振光的获得：四：偏振光的获得：偏振片法、偏振片法、反射和折射法反射和折射法第13页，共19页，编辑于2022年，星期日例：两个偏振片紧靠在一起将它们放在一例：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盏灯的前面以致没有光通过如果将其中的一片旋转
10、的一片旋转180180度，在旋转过程中，将会产度，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象（生下述的哪一种现象（）A A、透过偏振片的光强先增强，然后又、透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零减少到零B B、透过偏振片的光强光增强，然后减、透过偏振片的光强光增强，然后减少到非零的最小值少到非零的最小值C C、透过偏振片的光强在整个过程中都、透过偏振片的光强在整个过程中都增强增强D D、透过偏振片的光强先增强，再减弱，、透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强然后又增强A第14页，共19页，编辑于2022年，星期日应应用用1 1：光光的的偏偏振振现现象象有有很很多多应应用用如如在在拍拍摄摄日日落
11、落时时水水面面下下的的景景物物、池池中中的的游游鱼鱼、玻玻璃璃橱橱窗窗里里的的陈陈列列物物的的照照片片时时，由由于于水水面面或或玻玻璃璃表表面面的的反反射射光光的的干干扰扰，常常使使景景像像不不清清楚楚如如果果在在照照相相机机镜镜头头前前装装一一片片偏偏振振滤滤光光片片，让让它它的的透透振振方方向向与与反反射射光光的的偏偏振振方方向向垂垂直直，就就可可以以减减弱弱反反射射光光而而使使景景像像清晰清晰 五、偏振现象的应用五、偏振现象的应用第16页，共19页，编辑于2022年，星期日用偏光镜用偏光镜消除消除了了反射偏振光反射偏振光 使使玻璃门内的人物玻璃门内的人物清晰可见清晰可见玻璃门玻璃门表面表
12、面的的反光很强反光很强用偏光镜用偏光镜减弱减弱了反了反射偏振光射偏振光第17页，共19页，编辑于2022年，星期日应用应用2 2、偏光镜头偏光镜头 立体电影立体电影第18页，共19页，编辑于2022年，星期日应用应用4 汽车车灯与前窗玻璃汽车车灯与前窗玻璃 汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为了避免双方车灯的眩目，司机都关时，为了避免双方车灯的眩目，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。如驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃车祸。如驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振方罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振方向都沿同一方向并与水平面成向都沿同一方向并与水平面成45度角，那度角，那么，司机从前窗只能看到自已的车灯发出么，司机从前窗只能看到自已的车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，这样，汽的光，而看不到对面车灯的光，这样，汽车在夜间行驶时，即不要熄灯，也不要减车在夜间行驶时，即不要熄灯，也不要减速，可以保证安全行车。速，可以保证安全行车。第19页，共19页，编辑于2022年，星期日