光的偏振性可用.ppt

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1、1.1.观看立体电影与普通电影有什么不同？观看立体电影与普通电影有什么不同？2.2.摘掉立体眼镜之后感觉如何摘掉立体眼镜之后感觉如何? ?复习回顾复习回顾: :横波横波: :振动方向和传播方向垂直的波振动方向和传播方向垂直的波(例如例如:上下拌动的绳子形成的绳波等上下拌动的绳子形成的绳波等)纵波纵波: :振动方向和传播方向在同一直线的波振动方向和传播方向在同一直线的波( (例如例如: :声波声波, ,前后推动的弹簧形成的纵波前后推动的弹簧形成的纵波) )腰横别扁担进不了城门腰横别扁担进不了城门一、探究波的偏振现象一、探究波的偏振现象若缝和振动方向平行，若缝和振动方向平行，则不影响传播则不影响传

2、播若缝和振动方向垂直，若缝和振动方向垂直，则振动就被缝挡住了则振动就被缝挡住了狭缝在这当中起到了一种筛选作用，他只允许振动方向和狭狭缝在这当中起到了一种筛选作用，他只允许振动方向和狭缝平行的波通过，狭缝的方向叫做透振方向。缝平行的波通过，狭缝的方向叫做透振方向。 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，则无论狭缝怎样放置，弹簧上的纵形成纵波，则无论狭缝怎样放置，弹簧上的纵波都可以通过狭缝传播到木板的另一侧（如下波都可以通过狭缝传播到木板的另一侧（如下图）图） 由此可见偏振现象是横波所独有的一种现象由此可见偏振现象是横波所独有的一种现象光的干涉、

3、衍射光的干涉、衍射光是一种波光是一种波问题：光到底是一种什么样的波问题：光到底是一种什么样的波物理学史：实际上在很早之前人们就关注这个问题，物理学史：实际上在很早之前人们就关注这个问题，荷兰物理学家惠更斯最早猜想光是纵波；而英国物荷兰物理学家惠更斯最早猜想光是纵波；而英国物理学家托马斯扬等则认为光是一种横波，但在当时理学家托马斯扬等则认为光是一种横波，但在当时他们都缺乏充足的证据证明自己的观点他们都缺乏充足的证据证明自己的观点探究课题：光到底是横波还是纵波？探究课题：光到底是横波还是纵波？1 1、光波不同于宏观的机械波，其振动方向不能、光波不同于宏观的机械波，其振动方向不能被直接观察到被直接观

4、察到（偏振现象是横波独有的一种现象）（偏振现象是横波独有的一种现象）-用用偏振片偏振片检验检验 通光方向通光方向P通通不通不通 偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的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），方向（叫做透振方向），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向平行的光波才能通过偏振片偏振片对光波的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，来做光学实验做光学实验二、偏振片：二、偏振片：常用常用表示表

5、示 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，透射光的强度不变透射光的强度不变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，透射光的强度最弱，直时，透射光的强度最弱，几乎为零几乎为零. .探究课题：光到底是横波还是纵波？探究课题：光到底是横波还是纵波？设计方案设计方案1：设计方案设计方案2：三、探究光的偏振现象三、探究光的偏振现象结论：光具有偏振现象，说明光是一种横波结论：光具有偏振现象，说明光是一种横波疑问：方案一疑问：方案一机械波穿过狭缝机械波穿过狭缝三、产生偏振现象的原因三、产生偏振现象的原因 1、太阳、电灯等普通光源发出的

6、光，包含着在垂直于传太阳、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，而且沿着各个方向振动的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度都相同这种光叫做光波的强度都相同这种光叫做自然光自然光 . . 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，只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的光波才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，通过第一个偏振片的光波，能通过也就是说，通过第一个偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动这种光叫做

7、方向振动这种光叫做偏振光偏振光 3 3、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片（称为片（称为检偏器检偏器）时，如果两个偏振片的透振方）时，如果两个偏振片的透振方向平行，那么，通过第一个偏振光的振动方向跟向平行，那么，通过第一个偏振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向平行，透射光的强度最第二个偏振片的透振方向平行，透射光的强度最大大 4 4、如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏振、如果两个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直，偏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，透射光的强度为零

8、振光不能通过第二个偏振片，透射光的强度为零 所以，光是一种横波所以，光是一种横波 光是一种电磁波光是一种电磁波电磁波是横波，电磁波是横波， 光波当然是横波光波当然是横波电磁波中，电磁波中，E和和B的振动方向都与波方向垂直的振动方向都与波方向垂直光波的感光作用和生理作用，主要是光波的感光作用和生理作用，主要是E所引起的所引起的E的振动的振动-光振动光振动在与光波传播方向垂直的平面内，光振动可沿在与光波传播方向垂直的平面内，光振动可沿任意方向。任意方向。自然光自然光-光振动沿各个方向均匀分布光振动沿各个方向均匀分布偏振光偏振光-光振动沿着特定的方向光振动沿着特定的方向四、光是横波的理解：四、光是横

9、波的理解： 在光波里，可引起人的视觉的是在光波里，可引起人的视觉的是 E E 矢量（光矢量）。矢量（光矢量）。光矢量光矢量振动面振动面v0HE1 1、光波的、光波的E E、H H、v v三者垂直。三者垂直。2 2、光源直接发出的光、光源直接发出的光-自然光自然光 通常看到的绝大多数光通常看到的绝大多数光-偏振光偏振光V自然光自然光V偏振光偏振光i1n2n自然光射到两种介质自然光射到两种介质的界面上，如果光入的界面上，如果光入射方向合适，使射方向合适，使反射反射光和入射光垂直光和入射光垂直。反射光和折射光都是反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向偏振光，且偏振方向互相垂直互相垂直。3 3、自然光在

10、反射和折射后成偏振光、自然光在反射和折射后成偏振光注：注：反射光反射光E E矢量垂直于纸面；矢量垂直于纸面； 折射光折射光E E矢量在纸平面内。矢量在纸平面内。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，如果光入射的方向合适，两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是使反射光与折射光之间的夹角恰好是9090，这，这时，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振时，反射光和折射

11、光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直方向互相垂直照相时，有关偏振的应用照相时，有关偏振的应用立体电影与光的偏振立体电影与光的偏振汽车驾驶员，有关偏振的应用汽车驾驶员，有关偏振的应用液晶显示液晶显示日常生活中应用偏振光的实例：日常生活中应用偏振光的实例：五、偏振光的应用五、偏振光的应用例如拍摄水下的景物或展览橱窗中的陈列品的照片时，例如拍摄水下的景物或展览橱窗中的陈列品的照片时，由于水面或玻璃会反射出很强的反射光，使得水面下由于水面或玻璃会反射出很强的反射光，使得水面下的景物和橱窗中的陈列品看不清楚，摄出的照片也不的景物和橱窗中的陈列品看不清楚，摄出的照片也不清楚如果在照相机镜头上加一个偏振片，

12、使偏振片清楚如果在照相机镜头上加一个偏振片，使偏振片的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以把这些的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以把这些反射光滤掉，而摄得清晰的照片；此外，还有立体电反射光滤掉，而摄得清晰的照片；此外，还有立体电影、消除车灯眩光等等。影、消除车灯眩光等等。 1 1、照相机镜头前装一片偏振滤光片可减弱反射光，使、照相机镜头前装一片偏振滤光片可减弱反射光，使相片更清晰相片更清晰 （C C）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（A A）玻璃门玻璃门表面的表面的反光很强反光很强（B B）用偏光镜用偏光镜减弱减弱了反射

13、偏振光了反射偏振光橱窗设计橱窗设计 汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为了避免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，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面成45度角，那么，司机从前窗只能看到自已的车灯发出的度角，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，这样，汽车在夜间行驶时，即

14、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，也不要减速，可以保证安全行车。不要熄灯，也不要减速，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，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水于光是横波，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，只需平方向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光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的偏振太阳镜便可挡住部分的

15、散射光。 2 2、汽车车灯、汽车车灯 在拍摄立体电影时，用两个摄影机，两个摄影机的镜头相当在拍摄立体电影时，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，放映时把两个画像同时映在银幕上。如果设法使观众的一只眼睛只能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中一个画面，就可以使观众得到立体感。为此，在放映时，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，两个放放像机每个放像机镜头上放一个偏振片，两个放放像机每个放像机镜头上放一个偏振片，两个偏振片的偏两个偏振片的偏振化方

16、向相互垂直，观众戴上用偏振片做成的眼镜振化方向相互垂直，观众戴上用偏振片做成的眼镜，左眼偏振片，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右面放像机上的偏振化方向相同，这样，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影像了。 3 3、观看立体电影、观看立体电影: :偏光镜头偏光镜头 立体电影立体电影 人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆人的眼睛对光的偏振状态

17、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，每个复眼包含有眼、两支复眼，每个复眼包含有6300个个小眼，这些小眼小眼，这些小眼能能根据太阳的偏光确定太阳的方位根据太阳的偏光确定太阳的方位，然后以太阳为定向，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。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，它能是沙漠中有一种蚂蚁，它能利用天空中的紫外偏光

18、导航利用天空中的紫外偏光导航，因而不会迷路。因而不会迷路。4、生物的生理机能与偏振光、生物的生理机能与偏振光 液晶显示器是一个由上下两片导电玻制成的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。 5、偏振现象的应用：液晶显示、偏振现象的应用：液晶显示如果有光线进入如果有光线进入,通过通过第一个偏振片后，将被第一个偏振片后，将被液晶分子逐渐改变偏振液晶分子逐渐改变偏振方向方向.由于光线沿着分子由于光线沿着分子排列的方向传播，光线排列的方向传播，光线最终将从另一端射出

19、最终将从另一端射出如果两玻璃板之间加如果两玻璃板之间加上电压，分子排列方向上电压，分子排列方向将与电场方向平行，光将与电场方向平行，光线由于不能扭转将不会线由于不能扭转将不会通过第二个极板通过第二个极板5、偏振现象的应用：液晶显示、偏振现象的应用：液晶显示 液晶显示器就是利液晶显示器就是利用这一特性，在上下用这一特性，在上下两片栅栏相互垂直的两片栅栏相互垂直的偏光板之间充满液晶，偏光板之间充满液晶，利用电场控制液晶的利用电场控制液晶的转动转动不同的电场大不同的电场大小就会形成不同的灰小就会形成不同的灰阶亮度阶亮度5、偏振现象的应用：液晶显示、偏振现象的应用：液晶显示 两个偏振片紧靠在一起将它们

20、放在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一盏灯的前面以致没有光通过如果将其中的一片旋转的一片旋转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、透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零又减少到零B B、透过偏振片的光强光增强，然后、透过偏振片的光强光增强，然后减少到非零的最小值减少到非零的最小值CC、透过偏振片的光强在整个过程中、透过偏振片的光强在整个过程中都增强都增强D D、透过偏振片的光强先增强，再减、透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强弱，然后又增强例题：例题：A 起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过；偏振方向平行时，光强度达到最大光通过；偏振方向平行时，光强度达到最大当其中一个偏振片转动当其中一个偏振片转动180180度的过程中，两度的过程中，两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光先增强，又减小到零，选项通过的光先增强，又减小到零，选项A A正正确确分析：分析：