高中物理：13.6《光的偏振》課件(新人教版選修3-4)上課講義

1、高中物理：13.6光的偏振課件(新人教版選修3-4)一、偏振現(xiàn)象一、偏振現(xiàn)象 取一根軟繩，一取一根軟繩，一端固定在墻上，端固定在墻上，手持另一端上下手持另一端上下抖動(dòng)，就在軟繩抖動(dòng)，就在軟繩上形成一列上形成一列橫波橫波. .現(xiàn)在，讓軟繩穿過一塊帶有狹縫的木板，現(xiàn)在，讓軟繩穿過一塊帶有狹縫的木板，如果狹縫與振動(dòng)方向平行，則振動(dòng)可以如果狹縫與振動(dòng)方向平行，則振動(dòng)可以通過狹縫傳到木板的另一側(cè)（圖通過狹縫傳到木板的另一側(cè)（圖甲）如果狹縫與振動(dòng)方向垂直，則振甲）如果狹縫與振動(dòng)方向垂直，則振動(dòng)就被狹縫擋住而不能向前傳播（圖動(dòng)就被狹縫擋住而不能向前傳播（圖乙）乙）形象說明偏形象說明偏振片的原理振片的原理通光

2、方向通光方向腰橫別扁擔(dān)進(jìn)腰橫別扁擔(dān)進(jìn)不了城門不了城門 如果將這根繩換成細(xì)軟的彈簧，前如果將這根繩換成細(xì)軟的彈簧，前后推動(dòng)彈簧形成后推動(dòng)彈簧形成縱波縱波，則無論狹，則無論狹縫怎樣放置，彈簧上的縱波都可以縫怎樣放置，彈簧上的縱波都可以通過狹縫傳播到木板的另一側(cè)（如通過狹縫傳播到木板的另一側(cè)（如下圖）下圖） 受上面實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，我們可以利受上面實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，我們可以利用類似的用類似的實(shí)驗(yàn)來判斷光波是橫波還實(shí)驗(yàn)來判斷光波是橫波還是縱波是縱波? ? 偏振片偏振片由特定的材料制成，它上面有一由特定的材料制成，它上面有一個(gè)特殊的方向（叫做個(gè)特殊的方向（叫做透振方向透振方向），只有），只有振動(dòng)方向與透振方向平行的

3、光波才能通振動(dòng)方向與透振方向平行的光波才能通過偏振片偏振片對(duì)光波的作用就像上過偏振片偏振片對(duì)光波的作用就像上圖中的狹縫對(duì)于機(jī)械波的作用一樣圖中的狹縫對(duì)于機(jī)械波的作用一樣 現(xiàn)在利用偏振片代替上面的帶有狹縫的現(xiàn)在利用偏振片代替上面的帶有狹縫的木板，來做光學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)景?，來做光學(xué)實(shí)驗(yàn) 當(dāng)只有一塊偏振片時(shí)，當(dāng)只有一塊偏振片時(shí)，以光的傳播方向?yàn)檩S以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片，透射光旋轉(zhuǎn)偏振片，透射光的強(qiáng)度不變的強(qiáng)度不變當(dāng)兩塊偏振片的透振方當(dāng)兩塊偏振片的透振方向平行時(shí)，透射光的強(qiáng)向平行時(shí)，透射光的強(qiáng)度最大，但是，比通過度最大，但是，比通過一塊偏振片時(shí)要弱一塊偏振片時(shí)要弱當(dāng)兩塊偏振片的透振方當(dāng)兩塊偏振片的透振方

4、向垂直時(shí)，透射光的強(qiáng)向垂直時(shí)，透射光的強(qiáng)度最弱，幾乎為零度最弱，幾乎為零. .產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因：產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因： 1 1、太陽(yáng)、電燈等普通光源發(fā)出的光，、太陽(yáng)、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同這種光叫做波的強(qiáng)度都相同這種光叫做自然光自然光 . .2 2、自然光通過第一個(gè)偏振片（叫做起偏、自然光通過第一個(gè)偏振片（叫做起偏器）之后，只有振動(dòng)方向跟偏振片的透器）之后，只有振動(dòng)方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通過也就是說，振方向一致的光波才能通過也就是

5、說，通過第一個(gè)偏振片的光波，在垂直于傳通過第一個(gè)偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個(gè)特定的方播方向的平面上，只沿著一個(gè)特定的方向振動(dòng)這種光叫做向振動(dòng)這種光叫做偏振光偏振光 橫 波 只 沿 著 某橫 波 只 沿 著 某一個(gè)特定的方一個(gè)特定的方向振動(dòng)，稱為向振動(dòng)，稱為波的偏振波的偏振只只有橫波才有偏有橫波才有偏振現(xiàn)象振現(xiàn)象3 3、通過第一個(gè)偏振片的偏振光再通、通過第一個(gè)偏振片的偏振光再通過第二個(gè)偏振片（稱為過第二個(gè)偏振片（稱為檢偏器檢偏器）時(shí)，）時(shí)，如果兩個(gè)偏振片的透振方向平行，如果兩個(gè)偏振片的透振方向平行，那么，通過第一個(gè)偏振光的振動(dòng)方那么，通過第一個(gè)偏振光的振動(dòng)方向跟第二個(gè)偏振片

6、的透振方向向跟第二個(gè)偏振片的透振方向平行，平行，透射光的強(qiáng)度最大透射光的強(qiáng)度最大4 4、如果兩個(gè)偏振片的透振方向垂直，、如果兩個(gè)偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振動(dòng)方向跟第二那么，偏振光的振動(dòng)方向跟第二個(gè)偏振片的透振方向個(gè)偏振片的透振方向垂直垂直，偏振，偏振光不能通過第二個(gè)偏振片，光不能通過第二個(gè)偏振片，透射透射光的強(qiáng)度為零光的強(qiáng)度為零 所以，光是一種橫波所以，光是一種橫波 光的偏振現(xiàn)象并不罕見除了從光源光的偏振現(xiàn)象并不罕見除了從光源（如太陽(yáng)、電燈等）直接發(fā)出的光以外，（如太陽(yáng)、電燈等）直接發(fā)出的光以外，我們通常看到的絕大部分光，都是偏振我們通?？吹降慕^大部分光，都是偏振光自然光射到兩種介

7、質(zhì)的界面上，如果光自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光入射的方向合適，光入射的方向合適，使反射光與折射光之使反射光與折射光之間的夾角恰好是間的夾角恰好是9090，這時(shí)，反射光和折，這時(shí)，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直直 光的偏振現(xiàn)象有很多應(yīng)用如在拍攝光的偏振現(xiàn)象有很多應(yīng)用如在拍攝日落時(shí)水面下的景物、池中的游魚、玻璃日落時(shí)水面下的景物、池中的游魚、玻璃櫥窗里的陳列物的照片時(shí)，由于水面或玻櫥窗里的陳列物的照片時(shí)，由于水面或玻璃表面的反射光的干擾，常使景像不清璃表面的反射光的干擾，常使景像不清楚如果在照相機(jī)鏡頭前裝一片偏振濾光楚如果在照相機(jī)鏡頭前裝

8、一片偏振濾光片，讓它的透振方向與反射光的偏振方向片，讓它的透振方向與反射光的偏振方向垂直，就可以減弱反射光而使景像清晰垂直，就可以減弱反射光而使景像清晰二、偏振現(xiàn)象的應(yīng)用二、偏振現(xiàn)象的應(yīng)用用偏光鏡用偏光鏡消除消除了反射偏振光了反射偏振光 使玻璃門內(nèi)的使玻璃門內(nèi)的人物清晰可見人物清晰可見玻璃門玻璃門表表面的面的反光反光很強(qiáng)很強(qiáng)用偏光鏡用偏光鏡減弱減弱了反了反射偏振光射偏振光不加偏振片不加偏振片拍攝，櫥窗拍攝，櫥窗中景物模糊中景物模糊不清不清加偏振片加偏振片拍攝，景拍攝，景物變清晰物變清晰例兩個(gè)偏振片緊靠在一起將它們放在例兩個(gè)偏振片緊靠在一起將它們放在一盞燈的前面以致沒有光通過如果將一盞燈的前面以

9、致沒有光通過如果將其中的一片旋轉(zhuǎn)其中的一片旋轉(zhuǎn)180180度，在旋轉(zhuǎn)過程中，度，在旋轉(zhuǎn)過程中，將會(huì)產(chǎn)生下述的哪一種現(xiàn)象（將會(huì)產(chǎn)生下述的哪一種現(xiàn)象（ ） A A、透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，然后、透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，然后又減少到零又減少到零B B、透過偏振片的光強(qiáng)光增強(qiáng)，然后、透過偏振片的光強(qiáng)光增強(qiáng)，然后減少到非零的最小值減少到非零的最小值C C、透過偏振片的光強(qiáng)在整個(gè)過程中、透過偏振片的光強(qiáng)在整個(gè)過程中都增強(qiáng)都增強(qiáng)D D、透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，再減、透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，再減弱，然后又增強(qiáng)弱，然后又增強(qiáng)分析：起偏器和檢偏器的偏振分析：起偏器和檢偏器的偏振方向垂直時(shí)，沒有光通過；偏方向垂直時(shí)，沒有光通過；偏振方向平行時(shí)，光強(qiáng)度達(dá)到最振方向平行時(shí)，光強(qiáng)度達(dá)到最大當(dāng)其中一個(gè)偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)大當(dāng)其中一個(gè)偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)180180度的過程中，兩偏振片的方向度的過程中，兩偏振