光的偏振、激光（第01課時(shí)）（高中物理教學(xué)課件）完整版3

06.光的偏振圖片區(qū)問(wèn)題：光能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，說(shuō)明光有什么特征？答：光具有波動(dòng)性問(wèn)題：波有橫波和縱波之分，橫波和縱波是怎樣定義的？答：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線(xiàn)上的波叫縱波。問(wèn)題：我們看不到光的振動(dòng)方向與傳播方向的關(guān)系，如何判斷光是橫波還是縱波？1.偏振現(xiàn)象不同的橫波，即使傳播方向相同，振動(dòng)方向也可能是不同的。這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為“偏振現(xiàn)象”。例如，一列沿水平方向傳播的橫波，既可能沿上下方向振動(dòng)，也可能沿左右方向振動(dòng)，還可能沿其他“斜”的方向振動(dòng)。2.偏振方向橫波的振動(dòng)方向稱(chēng)為“偏振方向”。一.偏振讓繩穿過(guò)一塊帶有狹縫的木板，先后將狹縫與振動(dòng)方向平行放置及與振動(dòng)方向垂直放置。①左圖繩上的橫波能穿過(guò)狹縫，右圖則不能。②如下圖，在一條彈簧上傳播的縱波，無(wú)論狹縫的取向如何，波都能穿過(guò)。結(jié)論：只有橫波才有偏振現(xiàn)象。應(yīng)用：利用現(xiàn)象判斷某種波是橫波還是縱波。一.偏振1.偏振片：為了研究光是橫波還是縱波，我們利用“偏振片”代替帶有狹縫的木板來(lái)做光學(xué)實(shí)驗(yàn)。偏振片對(duì)光波的作用就像狹縫對(duì)于機(jī)械波的作用一樣。2.透振方向：偏振片由特定的材料制成，每個(gè)偏振片都有一個(gè)特定的方向，沿著這個(gè)方向振動(dòng)的光波能順利通過(guò)偏振片，偏振方向與這個(gè)方向垂直的光不能通過(guò)，這個(gè)方向叫作“透振方向”。二.光的偏振實(shí)驗(yàn)：讓光源的光通過(guò)一片偏振片，偏振片P轉(zhuǎn)動(dòng)一圈現(xiàn)象：光屏上光線(xiàn)亮度不發(fā)生變化，但是比光直接照射光屏暗一些實(shí)驗(yàn)：讓光源的光通過(guò)兩片偏振片，偏振片Q轉(zhuǎn)動(dòng)一圈現(xiàn)象：屏上的亮度忽明忽暗結(jié)論：光會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象，光的偏振說(shuō)明光是橫波。注意：偏振片P、Q上的狹縫用來(lái)形象地表示它們的透振方向，真實(shí)的偏振片上沒(méi)有這樣的狹縫。二.光的偏振3.自然光：太陽(yáng)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，這樣的光叫自然光。4.偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，沿著某個(gè)特定的方向振動(dòng)的光叫作偏振光。注意：①在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，自然光沿任意方向振動(dòng)的強(qiáng)度都相同，偏振光只沿特定的方向振動(dòng)。②自然光通過(guò)偏振片后變成了偏振光，P叫起偏器，Q叫檢偏器二.光的偏振二.光的偏振iri偏振光并不罕見(jiàn)。除了從太陽(yáng)、白熾燈等光源直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光，都是不同程度的偏振光。自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光入射的方向合適，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完全偏振光，且偏振方向互相垂直。(反射光垂直紙面，折射光平行紙面)——布儒斯特定律二.光的偏振1.攝影：照相機(jī)鏡頭前裝一片偏振濾光片可減弱反射光，使相片更清晰三.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用三.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用三.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用2.

汽車(chē)車(chē)燈：汽車(chē)夜間在公路上行駛與對(duì)面的車(chē)輛相遇時(shí)，為了避免雙方車(chē)燈的眩目，司機(jī)都應(yīng)該關(guān)閉大燈，只開(kāi)小燈，放慢車(chē)速，以免發(fā)生車(chē)禍。如果駕駛室的前窗玻璃和車(chē)燈的玻璃罩都裝有偏振片，而且規(guī)定它們的偏振方向都沿同一方向并與水平面成45度角，那么，司機(jī)從前窗只能看到自已的車(chē)燈發(fā)出的光，而看不到對(duì)面車(chē)燈的光，這樣，汽車(chē)在夜間行駛時(shí)，既不要熄燈，也不要減速，可以保證安全行車(chē)。三.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用3.太陽(yáng)鏡：在陽(yáng)光充足的白天駕駛汽車(chē)，從路面或周?chē)ㄖ锏牟Ａ戏瓷溥^(guò)來(lái)的耀眼的陽(yáng)光，常會(huì)使眼睛睜不開(kāi)。由于光是橫波，所以這些強(qiáng)烈的來(lái)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便可擋住部分的散射光。即使是直射的光線(xiàn)也能擋住一半，不再那么耀眼。三.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用4.

立體電影：在拍攝立體電影時(shí)，用兩個(gè)攝影機(jī)，兩個(gè)攝影機(jī)的鏡頭相當(dāng)于人的兩只眼睛，它們同時(shí)分別拍下同一物體的兩個(gè)畫(huà)像，放映時(shí)把兩個(gè)畫(huà)像同時(shí)映在銀幕上。如果設(shè)法使觀眾的一只眼睛只能看到其中一個(gè)畫(huà)面，就可以使觀眾得到立體感。為此，在放映時(shí)，兩個(gè)放放像機(jī)每個(gè)放像機(jī)鏡頭上放一個(gè)偏振片，兩個(gè)偏振片的透振方向相互垂直，觀眾戴上用偏振片做成的眼鏡，左眼偏振片的透振方向與左面放像機(jī)上的偏振方向相同，右眼偏振片的透振方向與右面放像機(jī)上的偏振方向相同，這樣，銀幕上的兩個(gè)畫(huà)面分別通過(guò)兩只眼睛觀察，在人的腦海中就形成立體影像了。三.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用5.生物的生理機(jī)能與偏振光：人的眼睛對(duì)光的偏振狀態(tài)是不能分辨的，但某些昆蟲(chóng)的眼睛對(duì)偏振卻很敏感。比如蜜蜂有五只眼、三只單眼、兩只復(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(yáng)的偏光確定太陽(yáng)的方位，然后以太陽(yáng)為參考系來(lái)判斷方向，所以蜜蜂可以準(zhǔn)確無(wú)誤地把它的同類(lèi)引到它所找到的花叢。再如在沙漠中，如果不帶羅盤(pán)，人是會(huì)迷路的，但是沙漠中有一種螞蟻，它能利用天空中的紫外偏光導(dǎo)航，從而不會(huì)迷路。三.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用6.液晶顯示：液晶顯示器是一個(gè)由上下兩片導(dǎo)電玻璃制成的液晶盒，盒內(nèi)充有液晶，四周用密封材料——膠框密封，盒的兩個(gè)外側(cè)貼有偏光片。如果有光線(xiàn)進(jìn)入,通過(guò)第一個(gè)偏振片后，將被液晶分子逐漸改變偏振方向（液晶的旋光性）。由于光線(xiàn)沿著分子排列的方向傳播，光線(xiàn)最終將從另一端射出（透光）。如果兩玻璃板之間加上電壓，分子排列方向?qū)⑴c電場(chǎng)方向平行，光線(xiàn)由于失去旋光性將不會(huì)通過(guò)第二個(gè)極板（不透光）。液晶顯示器就是利用這一特性，在上下兩片柵欄相互垂直的偏光板之間充滿(mǎn)液晶，利用電場(chǎng)控制液晶的旋光性．不同的電場(chǎng)大小就會(huì)形成不同的灰階亮度．三.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用偏振片偏振片平板玻璃、電極、取向膜液晶旋光性偏振片偏振片平板玻璃、電極、取向膜液晶加電壓旋光性消失例1.(多選)對(duì)于光的偏振,下列說(shuō)法正確的是(

)A.自然光通過(guò)偏振片后成為偏振光B.偏振光不能再通過(guò)偏振片C.如果偏振片的透振方向與偏振光的振動(dòng)方向垂直,偏振光不能透過(guò)偏振片D.偏振現(xiàn)象表明光是橫波例2.(多選)如圖所示,電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過(guò)偏振片A和B,人眼在P處迎著入射光方向,看不到光亮,則(

)A.圖中a光為偏振光B.圖中b光為偏振光C.以SP為軸將B轉(zhuǎn)過(guò)180°后,在P處將看到光亮D.以SP為軸將B轉(zhuǎn)過(guò)90°后,在P處將看到光亮ACDBD典型例題例3.在拍攝日落時(shí)分水面下的景物時(shí),應(yīng)在照相機(jī)鏡頭前裝一個(gè)偏振片,其目的是(

)A.減少陽(yáng)光在水面上的反射光B.阻止陽(yáng)光在水面上的反射光進(jìn)入照相機(jī)鏡頭C.增強(qiáng)光由水面射入空氣中的折射光進(jìn)入鏡頭的強(qiáng)度D.減弱光由水面射入空氣中的折射光進(jìn)入鏡頭的強(qiáng)度例4.如圖所示，P是偏振片，P的透振方向?yàn)樨Q直方向。下列四種入射光束中，哪種照射P時(shí)不能在P的另一側(cè)觀察到透射光()A．太陽(yáng)光B．沿豎直方向振動(dòng)的光C．沿水平方向振動(dòng)的光D．沿與豎直方向成45?角振動(dòng)的光BC典型例題例5.(多選