人教版高中物理 13.6《光的偏振》课件 新人教选修34.ppt

高中物理新人教版选修-4系列课件2021/8/9 星期一113.6光的偏振2021/8/9 星期一2教学目标教学目标、横波与偏振现象、横波与偏振现象、光源的偏振状态、光源的偏振状态 （）线偏振光；（）自然光（）线偏振光；（）自然光、偏振光的获取、偏振光的获取、偏振光的应用、偏振光的应用 （1）汽车车灯；（）汽车车灯；（2）观看立体电影）观看立体电影 （3）生物的生理机能与偏振光）生物的生理机能与偏振光2021/8/9 星期一3光的波动性光的波动性 光的干涉、衍射光的干涉、衍射.光波是横波光波是横波 光的偏振光的偏振.机械横波与纵波的区别机械横波与纵波的区别机机械械波波穿穿过过狭狭缝缝一、横波与偏振现象一、横波与偏振现象 2021/8/9 星期一4只有横波有偏振现象只有横波有偏振现象 而纵波无偏振问题而纵波无偏振问题如何检验光的横波性呢？如何检验光的横波性呢？-用偏振片检验用偏振片检验 通光方向通光方向通通不通不通2021/8/9 星期一5形象说明偏形象说明偏振片的原理振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2021/8/9 星期一61.线偏振光线偏振光线偏振光的图示线偏振光的图示也叫面偏振光也叫面偏振光 偏振光偏振光 完全偏振光完全偏振光二、光源的偏振状态二、光源的偏振状态在纸面内振动在纸面内振动垂直纸面的振动垂直纸面的振动2021/8/9 星期一72自然光自然光 普通光源发光：普通光源发光：在垂直传播方向的平面内在垂直传播方向的平面内各个方向的光振动全有各个方向的光振动全有各个振动方向的强度相等各个振动方向的强度相等乱乱是各个振动是各个振动的无规混杂的无规混杂2021/8/9 星期一8三、偏振光的获取三、偏振光的获取问题：问题：如何从普通光源中取得偏振光呢？如何从普通光源中取得偏振光呢？方法：方法：（1 1）偏振片法）偏振片法 （2 2）反射折射法）反射折射法2021/8/9 星期一9检偏器检偏器 检检 偏偏起偏器起偏器方法：方法：（1 1）用起偏器获取偏振光）用起偏器获取偏振光2021/8/9 星期一101.一般入射角的情况一般入射角的情况反射光反射光 折射光都是部分偏振光折射光都是部分偏振光 反射光中反射光中 垂直入射面振动占优垂直入射面振动占优折射光中折射光中平行入射面振动占优平行入射面振动占优方法：方法：（2 2）布儒斯特定律）布儒斯特定律2021/8/9 星期一112.特殊入射角的情况特殊入射角的情况1)两光偏振状态两光偏振状态反射光反射光-完全偏振光完全偏振光折射光折射光-部分偏振光部分偏振光2)反射光线与折射光线反射光线与折射光线 垂直垂直(起偏角或布儒斯特角起偏角或布儒斯特角 )入射角满足入射角满足2021/8/9 星期一123、布儒斯特定律、布儒斯特定律 光在两各向同性介质表面入射时光在两各向同性介质表面入射时如果入射角与两介质折射率存在下述关系如果入射角与两介质折射率存在下述关系反射光成为只有垂直振动的线偏振光反射光成为只有垂直振动的线偏振光这就是布儒斯特定律这就是布儒斯特定律2021/8/9 星期一13四、偏振光的应用四、偏振光的应用 光的偏振在科学技术及工业生产中有着广光的偏振在科学技术及工业生产中有着广泛的应用。比如在机械工业中，利用偏振光的泛的应用。比如在机械工业中，利用偏振光的干涉来分析机件内部应力分布情况，这就是光干涉来分析机件内部应力分布情况，这就是光测弹性力学的课题。在化工厂里，我们可以利测弹性力学的课题。在化工厂里，我们可以利用偏振光测量溶液的浓度。偏光干涉仪、偏光用偏振光测量溶液的浓度。偏光干涉仪、偏光显微镜在生物学、医学、地质学等方面有着重显微镜在生物学、医学、地质学等方面有着重要的应用。在航海、航空方面则制出了偏光天要的应用。在航海、航空方面则制出了偏光天文罗盘。文罗盘。下面我们介绍几种日常生活中应用偏振光下面我们介绍几种日常生活中应用偏振光的实例：的实例：1、汽车车灯、汽车车灯 汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，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，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，以免发生车祸。如驾驶只开小灯，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片，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而且规定它们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成水平面成45度角，那么，司机从前窗只能看到度角，那么，司机从前窗只能看到自已的车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，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，即不要熄灯，也不这样，汽车在夜间行驶时，即不要熄灯，也不要减速，可以保证安全行车。要减速，可以保证安全行车。2021/8/9 星期一14 a=0a=0或或a=1800a=1800时时,I2=I1I2=I1光强最强光强最强讨论：讨论：a=900a=900或或a=2700a=2700时时,I=0I=0光强最弱光强最弱2021/8/9 星期一15 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。由于光是横波，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。因此，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住部分的散射光。散射光。2 2、观看立体电影、观看立体电影 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，它们同时分别拍下同一物体的两个画像，放映时把人的两只眼睛，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两个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。为此，在放映时，两个放中一个画面，就可以使观众得到立体感。为此，在放映时，两个放放像机每个放像机镜头上放一个偏振片，两个偏振片的偏振化方向放像机每个放像机镜头上放一个偏振片，两个偏振片的偏振化方向相互垂直，观众戴上用偏振片做成的眼镜，左眼偏振片的偏振化方相互垂直，观众戴上用偏振片做成的眼镜，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，右眼偏振片的偏振化方向与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同，这样，银幕上的两个画面分别通右面放像机上的偏振化方向相同，这样，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。过两只眼睛观察，在人的脑海中就形成立体化的影像了。2021/8/9 星期一16偏光镜头偏光镜头 立体电影立体电影2021/8/9 星期一173、生物的生理机能与偏振光、生物的生理机能与偏振光 人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆虫的眼睛人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆虫的眼睛对偏振却很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支复眼、两支复眼，每对偏振却很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支复眼、两支复眼，每个复眼包含有个复眼包含有6300个小眼，这些小眼能根据太阳的偏光确定太阳个小眼，这些小眼能根据太阳的偏光确定太阳的方位，然后以太阳为定向标来判断方向，所以蜜蜂可以准确无的方位，然后以太阳为定向标来判断方向，所以蜜蜂可以准确无误地把它的同类引到它所找到的花丛。误地把它的同类引到它所找到的花丛。再如在沙漠中，如果不带罗盘，人是会迷路的，但是沙漠中再如在沙漠中，如果不带罗盘，人是会迷路的，但是沙漠中有一种蚂蚁，它能利用天空中的紫外偏光导航，因而不会迷路。有一种蚂蚁，它能利用天空中的紫外偏光导航，因而不会迷路。2021/8/9 星期一18（C C）用偏光镜消除了用偏光镜消除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（A A）玻璃门表面的玻璃门表面的反光很强反光很强（B B）用偏光镜减弱用偏光镜减弱了反射偏振光了反射偏振光橱窗设计橱窗设计2021/8/9 星期一19 本堂课小结本堂课小结一、光的偏振态一、光的偏振态 自然光、线偏振光、部分偏振光自然光、线偏振光、部分偏振光二、线偏振光的获得二、线偏振光的获得 偏振片法、反射和折射法偏振片法、反射和折射法三、基本物理定律（光强变化）三、基本物理定律（光强变化）1.布儒斯特定律布儒斯特定律:2.马吕斯定律马吕斯定律:四、偏振光的应用实例四、偏振光的应用实例 立体电影、汽车车灯、生物视觉、激光器的谐振腔、立体电影、汽车车灯、生物视觉、激光器的谐振腔、等等等等2021/8/9 星期一20