物理光的偏振新人教选修学习教案.ppt

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1、1、引入： 在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在同一直在纵波中，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，振动方向可以不同向，但不同的横波，振动方向可以不同 例如例如(lr)(lr)一列横波沿水平方向传播，质点在竖直平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当然，对于一个确定的横波，它的振动方向是确定的的第1

2、页/共18页第一页，共19页。2、实验(shyn)： 取一根软绳，一端固取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一定在墙上，手持另一端上下端上下(shngxi)(shngxi)抖动，抖动，就在软绳上形成一列就在软绳上形成一列横波横波. .现在现在(xinzi)(xinzi)，让软绳穿过一块带有狭缝的木板，如果狭，让软绳穿过一块带有狭缝的木板，如果狭缝与振动方向平行，则振动可以通过狭缝传到木板的另缝与振动方向平行，则振动可以通过狭缝传到木板的另一侧（图甲）如果狭缝与振动方向垂直，则振动就被一侧（图甲）如果狭缝与振动方向垂直，则振动就被狭缝挡住而不能向前传播（图乙）狭缝挡住而不能向前传播（图乙）第2页/

3、共18页第二页，共19页。 如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波，则无论狭缝怎样形成纵波，则无论狭缝怎样(znyng)(znyng)放置，弹放置，弹簧上的纵波都可以通过狭缝传播到木板的另一簧上的纵波都可以通过狭缝传播到木板的另一侧（如下图）侧（如下图） 第3页/共18页第三页，共19页。 受上面实验的启发受上面实验的启发(q(qf)f)，我们可以利用类似的实验来判断我们可以利用类似的实验来判断光波是横波还是纵波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

4、动方向与透振方向平向（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行的光波才能通过(tnggu)(tnggu)偏振片偏振片对光波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的作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上面的带有狭缝的木板，来做现在利用偏振片代替上面的带有狭缝的木板，来做光学实验光学实验第4页/共18页第四页，共19页。点击下图观看(gunkn)动画演示第5页/共18页第五页，共19页。 当只有一块偏振片时，以光当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，的传播方向为轴旋转偏振片，透射透射(tu sh)(tu sh)光的强度不光

5、的强度不变变当两块偏振片的透振方向平行当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是时，透射光的强度最大，但是(dnsh)(dnsh)，比通过一块偏振片，比通过一块偏振片时要弱时要弱当两块偏振片的透振方向垂当两块偏振片的透振方向垂直时，透射直时，透射(tu sh)(tu sh)光的光的强度最弱，几乎为零强度最弱，几乎为零. .第6页/共18页第六页，共19页。3、产生上述(shngsh)现象的原因1 1、太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于、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的光，而且沿着各个传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个(gg)(g

6、g)方向振动的光波的强度都相同这种光叫做自方向振动的光波的强度都相同这种光叫做自然光然光 . .第7页/共18页第七页，共19页。2 2、自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之后，、自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之后，只有振动方向只有振动方向(fngxing)(fngxing)跟偏振片的透振方向跟偏振片的透振方向(fngxing)(fngxing)一致的光波才能通过也就是说，通一致的光波才能通过也就是说，通过第一个偏振片的光波，在垂直于传播方向过第一个偏振片的光波，在垂直于传播方向(fngxing)(fngxing)的平面上，只沿着一个特定的方向的平面上，只沿着一个特定的方向(fngxi

7、ng)(fngxing)振动这种光叫做偏振光振动这种光叫做偏振光 横波横波(hngb)(hngb)只沿着某一个特只沿着某一个特定的方向振动，定的方向振动，称 为 波 的 偏称 为 波 的 偏振 只 有 横 波振 只 有 横 波(hngb)(hngb)才有偏才有偏振现象振现象第8页/共18页第八页，共19页。3 3、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片（称为、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片（称为检偏器）时，如果两个偏振片的透振方向平行检偏器）时，如果两个偏振片的透振方向平行(pngxng)(pngxng)，那么，通过第一个偏振光的振动方向跟第二个偏振片的透那么，通过第一个偏振光

8、的振动方向跟第二个偏振片的透振方向平行振方向平行(pngxng)(pngxng)，透射光的强度最大，透射光的强度最大第9页/共18页第九页，共19页。4 4、如果两个、如果两个(lin )(lin )偏振片的透振方向垂直，那么，偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂偏振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂直，偏振光不能通过第二个偏振片，透射光的强直，偏振光不能通过第二个偏振片，透射光的强度为零度为零 所以，光是一种所以，光是一种(y zhn)(y zhn)横横波波 第10页/共18页第十页，共19页。下一章我们会知道，光是电磁波下一章我们会知道，光是电磁波,

9、,电磁波是横波，电磁波电磁波是横波，电磁波中电场强度中电场强度E E和磁感应强度和磁感应强度B B的振动方向都与电磁波的传的振动方向都与电磁波的传播方向垂直播方向垂直实验指出，光波的感光作用和生理作用等主要是由电场实验指出，光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强度强度E E所引起的，因此所引起的，因此(ync)(ync)常将常将E E的振动称为光振的振动称为光振动在与光波传播方向垂直的平面内，光振动的方向可动在与光波传播方向垂直的平面内，光振动的方向可以沿任意的方向以沿任意的方向光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光光振动沿光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光光振动沿着特定方向的光就是偏振

10、光着特定方向的光就是偏振光 4.4.偏振偏振(pin zhn)(pin zhn)现象的应现象的应用用第11页/共18页第十一页，共19页。光的偏振现象并不罕见除了从光源（如光的偏振现象并不罕见除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光自然光射到看到的绝大部分光，都是偏振光自然光射到两种介质的界面上，如果两种介质的界面上，如果(rgu)(rgu)光入射的方向光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是9090，这时，反射光和折射光就都是偏振的，这时，反射光和折射光就都是偏振

11、的，并且偏振方向互相垂直并且偏振方向互相垂直第12页/共18页第十二页，共19页。 光的偏振现象有很多应用如在拍摄日落时水光的偏振现象有很多应用如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物的面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物的照片时，由于照片时，由于(yuy)(yuy)水面或玻璃表面的反射光的干水面或玻璃表面的反射光的干扰，常使景像不清楚如果在照相机镜头前装一片扰，常使景像不清楚如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰偏振现象的应用偏

12、振现象的应用(yngyng)：拍摄：拍摄第13页/共18页第十三页，共19页。 液晶显示器是一个由上下两片导电玻制成的液晶液晶显示器是一个由上下两片导电玻制成的液晶盒，盒内充有液晶，四周盒，盒内充有液晶，四周(szhu)(szhu)用密封材料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。 偏振偏振(pin zhn)(pin zhn)现象的应现象的应用：液晶显示用：液晶显示第14页/共18页第十四页，共19页。偏振偏振(pin zhn)(pin zhn)现象的应现象的应用：液晶显示用：液晶显示如果有光线进入,通过第一个偏振片后，将被液晶分子(fnz)逐渐改变偏振方

13、向.由于光线沿着分子(fnz)排列的方向传播，光线最终将从另一端射出如果两玻璃板之间加上电压，分子(fnz)排列方向将与电场方向平行，光线由于不能扭转将不会通过第二个极板第15页/共18页第十五页，共19页。 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板之间充满(chngmn)液晶，利用电场控制液晶的转动不同的电场大小就会形成不同的灰阶亮度偏振偏振(pin zhn)(pin zhn)现象的应现象的应用：液晶显示用：液晶显示第16页/共18页第十六页，共19页。小结(xioji)： 光波是一种横波光波是一种横波. . 偏振偏振(pin zhn)(pin zhn)光会发生光会发生偏振偏振(pin zhn)(pin zhn)现象现象第17页/共18页第十七页，共19页。感谢感谢(g(gnxi)nxi)观看！观看！第18页/共18页第十八页，共19页。NoImage内容(nirng)总结1、引入：。当然，对于一个确定的横波，它的振动方向是确定的。受上面实验的启发，我们可以利用类似的实验来判断光波(gungb)是横波还是纵波。现在利用偏振片代替上面的带有狭缝的木板，来做光学实验。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.。感谢观看第十九页，共19页。