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1、第十三章 光第第6 6节节 光的偏振光的偏振 学习目标学习目标1.1.知道光的偏振现象，知道只有横波才有偏振现象。知道光的偏振现象，知道只有横波才有偏振现象。2.2.了解偏振光和自然光的区别，知道偏振光的一些应用。了解偏振光和自然光的区别，知道偏振光的一些应用。3.3.通过光的偏振现象证明光是横波。通过光的偏振现象证明光是横波。问题提出问题提出问题思考问题思考1 1：光的干涉和衍射证明了光的干涉和衍射证明了光是一种波。那么，光是横波还是纵光是一种波。那么，光是横波还是纵波？波？问题思考问题思考2 2：横波和纵波中质点的振动方向特点有横波和纵波中质点的振动方向特点有什么不同？什么不同？横波：振速
2、方向横波：振速方向与波速垂直与波速垂直纵波：振速方向与纵波：振速方向与波速在同一直线上波速在同一直线上机械横波与纵波的区别机械横波与纵波的区别机械波穿过狭缝不同的横波振动不同的横波振动方向可能不同方向可能不同类比实验分析类比实验分析一、自然光一、自然光新新课内内容容 垂直于光的传播方向上，包含着一切振垂直于光的传播方向上，包含着一切振动方向的光动方向的光,而且沿着而且沿着各个方向各个方向振动的光波振动的光波的的强度强度都相同。都相同。这种光称为这种光称为“自然光自然光”。二、光的偏振现象二、光的偏振现象新新课内内容容实验实验1:1:让光源的光通过一片偏振片让光源的光通过一片偏振片 结论结论:只
3、有只有振动方向振动方向与与透振方向透振方向平行的光才能通过狭缝平行的光才能通过狭缝起起偏器偏器自然光自然光自然光通过旋转的起偏器，光强不变自然光通过旋转的起偏器，光强不变二、光的偏振现象二、光的偏振现象新新课内内容容 受上面实验的启发，我们可以利用类似的实验受上面实验的启发，我们可以利用类似的实验来判断光波是横波还是纵波来判断光波是横波还是纵波 偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方向平行向（叫做透振方向），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用就像上的光波才能通过偏振片偏振片对
4、光波的作用就像上图中的狭缝对于机械波的作用一样。图中的狭缝对于机械波的作用一样。o当只有一块偏振片时，以当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变振片，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.起起偏器偏器自然光自然光自然光通过旋转的起偏器，光强不变自然光通过旋转的起偏器，光强不变自然光自然光自然光通过旋转的起偏器，光强不变自然光通过旋转的起偏器，光强不变起起偏器偏器自然光自然光自然光通过旋转的起偏器，光强不变自然光通过旋转的起偏器，光强不变起起偏器偏器自然光自然光自然光
5、通过旋转的起偏器，光强不变自然光通过旋转的起偏器，光强不变偏振光：在垂直于传播方向的平面上，沿着某偏振光：在垂直于传播方向的平面上，沿着某 个特定的方向振动的光叫做偏振光。个特定的方向振动的光叫做偏振光。起起偏器偏器实验实验2:2:让光源的光通过两片偏振片让光源的光通过两片偏振片(起振器，检偏器起振器，检偏器)起起偏器偏器自然光自然光偏振光偏振光 通过旋转的检偏器，光强发生变化通过旋转的检偏器，光强发生变化检偏器检偏器起起偏器偏器自然光自然光偏振光偏振光 通过旋转的检偏器，光强发生变化通过旋转的检偏器，光强发生变化检偏器检偏器起起偏器偏器自然光自然光偏振光偏振光 通过旋转的检偏器，光强发生变化
6、通过旋转的检偏器，光强发生变化检偏器检偏器起起偏器偏器自然光自然光偏振光偏振光 通过旋转的检偏器，光强发生变化通过旋转的检偏器，光强发生变化检偏器检偏器结论结论:两偏振片的透振方向相互垂直时两偏振片的透振方向相互垂直时,光强为零光强为零现象：现象：光通过第一片偏振片后再转动第二片偏振片光通过第一片偏振片后再转动第二片偏振片,光的强弱会发生变化。光的强弱会发生变化。结论：结论：光有偏振现象，说明光是横波。光有偏振现象，说明光是横波。1.1.1.1.自然光自然光自然光自然光:由光源由光源由光源由光源(太阳、电灯等）太阳、电灯等）太阳、电灯等）太阳、电灯等）直接直接直接直接发光而来。发光而来。发光而
7、来。发光而来。特特特特 点：点：点：点：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光光光光,且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。三、三、自然光与偏振光的区别自然光与偏振光的区别新新课内内容容2.2.2.2.偏振光偏振光偏振光偏振光:在垂直于传播方向的平面上，沿着某个在垂直于传播方向的平面上，沿着某个在垂直于传播方向的平面上，沿着某个在垂直于传播方向的平面上，沿着某
8、个特定的方向振动的光叫做偏振光。特定的方向振动的光叫做偏振光。特定的方向振动的光叫做偏振光。特定的方向振动的光叫做偏振光。起起偏器偏器自然光自然光偏振光偏振光三、三、自然光与偏振光的区别自然光与偏振光的区别新新课内内容容（1 1）我们通常看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光。）我们通常看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光。（2 2）自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射）自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光。光和折射光都是偏振光。（3 3）入射角变化时偏振的）入射角变化时偏振的程度也有变化。程度也有变化。说说 明：明：如在拍摄日落时水面下的景物、池中的
9、游鱼如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼四、偏振现象的应用四、偏振现象的应用新新课内内容容用偏光镜用偏光镜消除消除了反射偏振光了反射偏振光使玻璃门内的人物清晰可见使玻璃门内的人物清晰可见玻璃门表面的反射光很玻璃门表面的反射光很强，里面的人物不清晰强，里面的人物不清晰橱窗设计橱窗设计 如如如如果果果果在在在在照照照照相相相相机机机机镜镜镜镜头头头头前前前前装装装装一一一一片片片片偏偏偏偏振振振振滤滤滤滤光光光光片片片片，让让让让它它它它的的的的透透透透振振振振方方方方向向向向与与与与反反反反射射射射光光光光的的的的偏偏
10、偏偏振振振振方方方方向向向向垂垂垂垂直直直直，就就就就可可可可以以以以减减减减弱弱弱弱反反反反射射射射光光光光而使景像清晰而使景像清晰而使景像清晰而使景像清晰四、偏振现象的应用四、偏振现象的应用新新课内内容容液晶显示器就是利用这一特性，液晶显示器就是利用这一特性，在上下两片栅栏相互垂直的偏光在上下两片栅栏相互垂直的偏光板之间充满液晶，利用电场控制板之间充满液晶，利用电场控制液晶的转动不同的电场大小就液晶的转动不同的电场大小就会形成不同的灰阶亮度会形成不同的灰阶亮度四、偏振现象的应用四、偏振现象的应用-液晶显示新新课内内容容液晶显示液晶显示电极电极反光板反光板电极电极液晶液晶偏振片偏振片偏振片偏
11、振片上下两极板没有电压（液晶有旋光性）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上下两极板有一定大小的电压 （液晶无旋光性）液晶无旋光性）有有出出射射光光线线无无出出射射光光线线自然光自然光无无无无o液晶显示器是一个由上下两片导电玻璃制成的液晶显示器是一个由上下两片导电玻璃制成的液晶盒，盒内充有液晶，四周用密封材料液晶盒，盒内充有液晶，四周用密封材料胶框密封，盒的两个外侧贴有偏光片。胶框密封，盒的两个外侧贴有偏光片。偏振现象的应用：液晶显示偏振现象的应用：液晶显示汽车车灯汽车车灯:汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆
12、相遇时，为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，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，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，以免发生车祸。如驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振以免发生车祸。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化方向都沿同一方向并与水平面成片，而且规定它们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45度度角，那么，司机从前窗只能看到自已的车灯发出的光，而看不到角，那么，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，汽车在夜间行驶时，即使不要熄灯，也不对面车灯的光，这样，汽车在夜间行驶时，即
13、使不要熄灯，也不减速，仍可以保证安全行车。减速，仍可以保证安全行车。另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡带一副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住部分的散射光。未装偏振照明灯的情景安装偏振照明灯的情景观看立体电影观看立
14、体电影:在拍摄立体电影时，用两个摄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。只能看到其中一个画面，就可以使观众得到立体感。为此，在放映时，两个放像机每个放像机镜头上放为此，在放映时，两个放像机每个放像机镜头上放一个偏振片，一个偏振片，两个偏振片的偏振化方向相互垂直，两个偏振片的偏振化方向相互垂直，观众
15、戴上用偏振片做成的眼镜观众戴上用偏振片做成的眼镜，左眼偏振片的偏振，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，同，这样，银幕上的两个画面分别通过两只眼睛观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。察，在人的脑海中就形成立体化的影像了。偏光镜头偏光镜头 立体电影立体电影偏振的应用偏振的应用立体电影立体电影 我们人类的眼睛在观察我们人类的眼睛在观察一个三维物体时，由于两眼一个三维物体时，由于两眼水平分开在两个不
16、同的位置水平分开在两个不同的位置上，所观察到的物体图像是上，所观察到的物体图像是不同的，它们之间存在着一不同的，它们之间存在着一个像差，由于这个像差的存个像差，由于这个像差的存在，通过人类的大脑，我们在，通过人类的大脑，我们可以感到一个三维世界的深可以感到一个三维世界的深度立体变化，这就是所谓的度立体变化，这就是所谓的立体视觉原理。立体视觉原理。1.1.只有横波才有偏振现象只有横波才有偏振现象2.2.自然光自然光 偏振光偏振光 光振动光振动3.3.光的偏振现象说明光是横波光的偏振现象说明光是横波4.4.实验中起偏器、检偏器的作用实验中起偏器、检偏器的作用5.5.光的偏振现象的应用光的偏振现象的
17、应用本课小结本课小结结结 束束 1.1.如图所示，让太阳光通过遮光板如图所示，让太阳光通过遮光板M M 中的小孔中的小孔S S，在在M M的右方放一偏振片的右方放一偏振片P P，P P 的右方再放一光屏的右方再放一光屏Q Q ，现，现以光的传播方向为轴逐渐旋转偏振片以光的传播方向为轴逐渐旋转偏振片P P，关于屏关于屏Q Q 上上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是（光的亮度变化情况，下列说法中正确的是（）A A、先变亮后变暗、先变亮后变暗 B B、先变暗后变亮、先变暗后变亮C C、亮度不变、亮度不变D D、光先变暗后变亮，再变暗，再变亮、光先变暗后变亮，再变暗，再变亮QPMSc练习练习2.2.
18、两个偏振片紧靠在一起将它们放在一盏灯的前面以致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没有光通过如果将其中的一片旋转180180度，在旋转过程度，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象（中，将会产生下述的哪一种现象（）A.A.透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零B.B.透过偏振片的光强光增强，然后减少到非零的最小值透过偏振片的光强光增强，然后减少到非零的最小值C.C.透过偏振片的光强在整个过程中都增强透过偏振片的光强在整个过程中都增强D.D.透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强A A巩固练习巩固练习1.1.下列属于光的衍射现象的是：（下列属于光的衍射现象的是：（）A.A.雨后天空出现的绚丽的彩虹雨后天空出现的绚丽的彩虹B.B.阳光下肥皂膜上的彩色条纹阳光下肥皂膜上的彩色条纹C.C.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹D.D.眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹花纹D雨后出现在天空中的彩虹花园里喷淋器旁的彩虹