4-6 光的偏振 激光

4.6光的偏振

激光《選擇性必修第一冊(cè)》

第四章

光思考：在觀看立體電影時(shí)，觀眾要戴上特制的眼鏡，如果不戴這副眼鏡，

銀幕上的圖像就模糊不清了。這是為什么？攝影師又是如何拍攝下清晰的畫面的呢？帶著這些疑問讓我們一起開啟今天的學(xué)習(xí)之旅。光的干涉和衍射說明光具有波動(dòng)性，但光波是橫波還是縱波？什么是橫波？什么是縱波？橫波縱波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向總是垂直于波的傳播方向.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向總是跟波的傳播方向在同一直線上.有沒有方法區(qū)別它們？一、偏

振1.在橫波中，振動(dòng)方向總是垂直于波的傳播方向。(1)偏振現(xiàn)象:在垂直于傳播方向的平面上,只沿著一個(gè)特定的方向振動(dòng)的波叫波的偏振現(xiàn)象。(2)偏振方向:橫波的振動(dòng)方向稱為“偏振方向”。繩波的振動(dòng)方向與狹縫的方向平行時(shí)，傳播情況正常；振動(dòng)方向與狹縫方向垂直時(shí)，繩波經(jīng)過狹縫后消失。這種現(xiàn)象叫做橫波的偏振現(xiàn)象。（3）如圖是一列橫波，當(dāng)這列橫波穿過帶有狹縫的木板時(shí)，狹縫的方向與波的振動(dòng)方向相同，橫波是否可以穿過？橫波的振動(dòng)方向稱為偏振方向,狹縫的方向稱為透振方向。二者平行時(shí),橫波可完全通過;二者互相垂直時(shí),橫波完全不能通過;既不平行也不垂直時(shí),可部分通過。2.縱波不發(fā)生偏振現(xiàn)象

一列縱波，以這列縱波的傳播方向?yàn)檩S，無論我們?cè)趺葱D(zhuǎn)第二塊木板，縱波都能通過。也就是說縱波不發(fā)生偏振現(xiàn)象。偏振現(xiàn)象是橫波特有的橫波能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象而縱波不能發(fā)生偏振現(xiàn)象，這就是橫波與縱波的一個(gè)區(qū)別思考與討論:為此我們需要一種光學(xué)“狹縫”——偏振片來檢驗(yàn)光是橫波還是縱波二、光的偏振1.偏振片:一種由高分子薄膜制成的光學(xué)器件,每個(gè)偏振片都有一個(gè)特定的方向,只有沿著這個(gè)方向振動(dòng)的光波才能通過偏振片,這個(gè)方向叫做“透振方向”。2.自然光和偏振光:①自然光:太陽以及日光燈、發(fā)光二極管等普通光源發(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,這種光叫做自然光。②偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿某個(gè)特定方向振動(dòng)的光，叫偏振光。光振動(dòng)沿各個(gè)方向均勻分布的光就是自然光。光振動(dòng)沿著特定方向的光就是偏振光。演示：光的偏振現(xiàn)象結(jié)論：光可以發(fā)生偏振，說明光是橫波.通過偏振片P的偏振光照射到偏振片Q時(shí)，如果兩個(gè)偏振片的透振方向平行，那么，通過P的偏振光的振動(dòng)方向與偏振片Q的透振方向一致，可以透過Q（圖乙）；

如果兩個(gè)偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振動(dòng)方向跟偏振片Q的透振方向垂直，不能透過Q（圖丙）。事實(shí)上，只要光的振動(dòng)方向不與透振方向垂直，它都可Q以不同程度地通過偏振片，不過強(qiáng)度要比振動(dòng)方向與透O振方向平行的光弱一些生活中的偏振光除了太陽、電燈等光源直接發(fā)出的光以外，我們見到的絕大部分都是不同程度的偏振光，如自然光在玻璃、水面、木質(zhì)桌面(非金屬表面)等表面反射時(shí)，反射光和折射光大部分都是偏振光。3.光是一種橫波自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光入射的方向合適，使反射光與折射光之間的夾角恰好是90°，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直。三、偏振現(xiàn)象的應(yīng)用用偏光鏡消除了反射偏振光使玻璃內(nèi)人物清晰可見鏡頭未加偏振片時(shí)拍攝的櫥窗加偏振片時(shí)拍攝的櫥窗（減弱反射光，使景象清晰）立體3D電影三、偏振現(xiàn)象的應(yīng)用三、偏振現(xiàn)象的應(yīng)用另外，在陽光充足的白天駕駛汽車，從路面或周圍建筑物的玻璃上反射過來的耀眼的陽光，常會(huì)使眼睛睜不開。由于光是橫波，所以這些強(qiáng)烈的來自上空的散射光基本上是水平方向振動(dòng)的。因此，只需帶一副只能透射豎直方向偏振光的偏振太陽鏡便可擋住部分散射光。昆蟲對(duì)偏振光的應(yīng)用人的眼睛對(duì)光的偏振狀態(tài)是不能分辨的，但某些昆蟲的眼睛對(duì)偏振卻很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支復(fù)眼、兩支復(fù)眼，每個(gè)復(fù)眼包含有6300個(gè)小眼，這些小眼能根據(jù)太陽的偏光確定的方位，然后以太陽為定向標(biāo)來判斷方向，所以蜜蜂可準(zhǔn)確無誤地把它的同類引到它所找到的花叢。做一做：通過偏振片看液晶顯示器例1兩個(gè)偏振片緊靠在一起，將它們放在一盞燈的前面調(diào)整至沒有光通過。如果將其中的一片旋轉(zhuǎn)180°，在旋轉(zhuǎn)過程中，將會(huì)產(chǎn)生下述的哪一種現(xiàn)象(

)A．透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，然后又減少到零B．透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，然后減少到非零的最小值C．透過偏振片的光強(qiáng)在整個(gè)過程中都增強(qiáng)D．透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，再減弱，然后又增強(qiáng)A四、激光的特點(diǎn)及應(yīng)用相干性應(yīng)用：光纖通訊、激光全息技術(shù)1.定義：傳播方向、偏振、相位等性質(zhì)完全相同的光波，這就是激光（laser）激光是一種人工產(chǎn)生的相干光。應(yīng)用：測(cè)距、測(cè)速、信息存儲(chǔ)和閱讀2.平行度非常好：從地面上發(fā)射的一束極細(xì)的激光束，到達(dá)月球表面時(shí)，也只發(fā)散成直徑lm多的光斑，因此激光在地面上傳播時(shí)，可以看成是不發(fā)散的。手持式雷達(dá)測(cè)速儀手提激光測(cè)距儀3.亮度高：所謂亮度，是指垂直于光線平面內(nèi)單位面積上的發(fā)光功率，自然光源亮度最高的是太陽，而目前的高功率激光器，亮度可達(dá)太陽的1萬倍。應(yīng)用：工業(yè)切割、焊接；醫(yī)學(xué)“光刀”；利用強(qiáng)激光產(chǎn)生的高壓引發(fā)核聚變。氧化熔化激光切割激發(fā)核聚變例2

(多選)關(guān)于應(yīng)用激光的事例中，下列說法正確的是(

)A．激光平行度好，可以