136光的偏振上课.pptx

第十三章 光知识回顾：知识回顾：1 1、在前面的学习中，我们知道光能发、在前面的学习中，我们知道光能发生干涉和衍射现象，这说明光是什么？生干涉和衍射现象，这说明光是什么？光是一种波光是一种波2 2、波按振动方向与传播方向之间的关、波按振动方向与传播方向之间的关系可以分为哪几种？系可以分为哪几种？分为横波和纵波分为横波和纵波思考：思考：光波光波(电磁波电磁波)是横波，还是纵波是横波，还是纵波呢？呢？一、横波与纵波的区别一、横波与纵波的区别横波的偏振现象横波的偏振现象实验实验1：横波：横波：横波：横波：质点质点质点质点振动方向与波的传振动方向与波的传振动方向与波的传振动方向与波的传播方向垂直。播方向垂直。播方向垂直。播方向垂直。当狭缝方向与横波振当狭缝方向与横波振动动方向相同方向相同时，横波可时，横波可以以通过狭缝通过狭缝；当狭缝方向与横波当狭缝方向与横波振动振动方向垂直方向垂直时，横波时，横波不能通过狭缝不能通过狭缝。横波的偏振现象实验实验2：将绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成将绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波纵波.发现：发现：无论狭缝怎样放置，弹簧上的纵波都可以无论狭缝怎样放置，弹簧上的纵波都可以通过狭缝传播。通过狭缝传播。原因：原因：纵波纵波振动方向与波的传播方向在同一直线振动方向与波的传播方向在同一直线.纵波没有偏振现象思考：思考：我们可以怎样我们可以怎样检验检验光是横波还是光是横波还是纵波？纵波？用用用用偏振片偏振片偏振片偏振片检验检验检验检验 偏偏振片振片P P光的传播方向光的传播方向光的传播方向光的传播方向透透振方向振方向 只有只有“振动振动”方向方向与透振方向一致的光才与透振方向一致的光才可以通过偏振片可以通过偏振片P P。二、光的偏振二、光的偏振实验实验实验实验1 1：让太阳光或灯光通让太阳光或灯光通让太阳光或灯光通让太阳光或灯光通过偏振片过偏振片过偏振片过偏振片P P。现象：现象：现象：现象：旋转偏振片旋转偏振片旋转偏振片旋转偏振片P P，屏上的亮度不变。屏上的亮度不变。屏上的亮度不变。屏上的亮度不变。没有出现偏振现象！自然光自然光：普通光源发出的光，各个振普通光源发出的光，各个振普通光源发出的光，各个振普通光源发出的光，各个振动是动是动是动是杂乱无章杂乱无章杂乱无章杂乱无章的，我们把它叫的，我们把它叫的，我们把它叫的，我们把它叫自自自自然光然光然光然光（由光源直接发出的光）。（由光源直接发出的光）。（由光源直接发出的光）。（由光源直接发出的光）。特点：特点：特点：特点：包含着在垂直于传播方向包含着在垂直于传播方向包含着在垂直于传播方向包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，且各振上沿一切方向振动的光，且各振上沿一切方向振动的光，且各振上沿一切方向振动的光，且各振动方向的光强相等。动方向的光强相等。动方向的光强相等。动方向的光强相等。偏振光偏振光:在垂直于传播方向的平面内，只沿某一在垂直于传播方向的平面内，只沿某一个方向振动的光。个方向振动的光。反射光都是偏振光。反射光都是偏振光。.起偏器起偏器检偏器检偏器自然光自然光偏振光偏振光.检偏器检偏器自然光自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变自然光通过旋转的检偏器，光强不变.检偏器检偏器自然光自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变自然光通过旋转的检偏器，光强不变.检偏器检偏器自然光自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变自然光通过旋转的检偏器，光强不变.检偏器检偏器自然光自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变自然光通过旋转的检偏器，光强不变.检偏器检偏器自然光自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变自然光通过旋转的检偏器，光强不变实验实验2:让光源的光通过用两片偏振片让光源的光通过用两片偏振片(起振器起振器,检偏器检偏器)问题问题:光通过第一片偏振片后再转动第二片偏振片光通过第一片偏振片后再转动第二片偏振片,光的强光的强弱会发生怎样的变化？弱会发生怎样的变化？.起偏器起偏器检偏器检偏器自然光自然光线偏振光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化光强发生变化.起偏器起偏器检偏器检偏器自然光自然光线偏振光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化光强发生变化.起偏器起偏器检偏器检偏器自然光自然光线偏振光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化光强发生变化.起偏器起偏器检偏器检偏器自然光自然光线偏振光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化光强发生变化.起偏器起偏器检偏器检偏器自然光自然光线偏振光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化光强发生变化.起偏器起偏器检偏器检偏器自然光自然光线偏振光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化光强发生变化两偏振片的偏振化方向相互垂直两偏振片的偏振化方向相互垂直 光强为零光强为零实验实验3:3:让光源的光通过用两片偏振片让光源的光通过用两片偏振片(起起振器振器,检偏器检偏器)现象解释：现象解释：现象解释：现象解释：偏振片偏振片偏振片偏振片P P（起偏器起偏器起偏器起偏器）偏振片偏振片偏振片偏振片QQ（检偏器检偏器检偏器检偏器）结论：结论：结论：结论：光有偏振现象光有偏振现象光有偏振现象光有偏振现象,说明光是一种说明光是一种说明光是一种说明光是一种横波横波横波横波.三、偏振光的产生三、偏振光的产生1 1、光通过偏振片后成为偏振光（、光通过偏振片后成为偏振光（、光通过偏振片后成为偏振光（、光通过偏振片后成为偏振光（完全偏振完全偏振完全偏振完全偏振）。）。）。）。2 2、除了光源直接发出的光，我们看到的、除了光源直接发出的光，我们看到的、除了光源直接发出的光，我们看到的、除了光源直接发出的光，我们看到的反射光、折射光反射光、折射光反射光、折射光反射光、折射光，都是，都是，都是，都是不同程度的偏振光（不同程度的偏振光（不同程度的偏振光（不同程度的偏振光（部分偏振部分偏振部分偏振部分偏振）。）。）。）。布儒斯特角布儒斯特角布儒斯特角布儒斯特角3 3、如果、如果、如果、如果反射光垂直折射光反射光垂直折射光反射光垂直折射光反射光垂直折射光，反射光是反射光是反射光是反射光是完全偏振光完全偏振光完全偏振光完全偏振光，折射，折射，折射，折射光是部分偏振光，此时的光是部分偏振光，此时的光是部分偏振光，此时的光是部分偏振光，此时的入入入入射角射角射角射角叫叫叫叫布儒斯特角布儒斯特角布儒斯特角布儒斯特角。偏振光偏振光1.1.如图所示，让太阳光通过遮光板如图所示，让太阳光通过遮光板M 中的小中的小孔孔S S，在在M的右方放一偏振片的右方放一偏振片P P，P P 的右方再的右方再放一光屏放一光屏Q Q ，现以光的传播方向为轴逐渐旋，现以光的传播方向为轴逐渐旋转偏振片转偏振片P P，关于屏关于屏Q Q 上光的亮度变化情况，上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（）A A、先变亮后变暗、先变亮后变暗 B B、先变暗后变亮、先变暗后变亮C C、亮度不变、亮度不变D D、光先变暗后变亮，再变暗，再变亮、光先变暗后变亮，再变暗，再变亮QPMSc【课堂练习课堂练习】2 2.两个偏振片紧靠在一起将它们放在一盏灯的前面以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的一片旋转致没有光通过如果将其中的一片旋转180180度，在旋度，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象（转过程中，将会产生下述的哪一种现象（）A A、透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零、透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零B B、透过偏振片的光强光增强，然后减少到非零的最、透过偏振片的光强光增强，然后减少到非零的最小值小值C C、透过偏振片的光强在整个过程中都增强、透过偏振片的光强在整个过程中都增强D D、透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强、透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强A A【课堂练习课堂练习】3 3：通过一块偏振片分别去观察电灯、蜡烛、：通过一块偏振片分别去观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板的光，当以入射光线为轴月亮、反光的黑板的光，当以入射光线为轴转动偏振片时，能够观察到光线强弱有变化转动偏振片时，能够观察到光线强弱有变化的是的是 （）A A、电灯、电灯 B B、蜡烛、蜡烛 C C、月亮、月亮 D D、反光的黑板、反光的黑板CD【课堂练习课堂练习】1 1、光光的的偏偏振振现现象象有有很很多多应应用用如如在在拍拍摄摄日日落落时时水水面面下下的的景景物物、池池中中的的游游鱼鱼、玻玻璃璃橱橱窗窗里里的的陈陈列列物物的的照照片片时时，由由于于水水面面或或玻玻璃璃表表面面的的反反射射光光的的干干扰扰，常常使使景景像像不不清清楚楚如如果果在在照照相相机机镜镜头头前前装装一一片片偏偏振振滤滤光光片片，让让它它的的透透振振方方向向与与反反射射光光的的偏偏振振方方向向垂垂直直，就就可可以以减减弱弱反反射射光光而而使使景景像像清晰清晰偏振现象的应用偏振现象的应用（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偏振光了反射偏振光橱窗设计橱窗设计夜间行车隐患安装偏振照明灯应用应用2、偏振光照明灯偏振光照明灯(汽车夜行照明汽车夜行照明汽车夜行照明汽车夜行照明)把把把把偏振片偏振片偏振片偏振片安装在驾驶室的安装在驾驶室的安装在驾驶室的安装在驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻前窗玻璃和车灯的玻前窗玻璃和车灯的玻前窗玻璃和车灯的玻璃罩上璃罩上璃罩上璃罩上，而且规定它们的，而且规定它们的，而且规定它们的，而且规定它们的透振方向都沿同一方向与水透振方向都沿同一方向与水透振方向都沿同一方向与水透振方向都沿同一方向与水平面成平面成平面成平面成45454545 角。角。角。角。这样，司机从前窗只能看到自已的车这样，司机从前窗只能看到自已的车这样，司机从前窗只能看到自已的车这样，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。当汽车在夜间灯发出的光，而看不到对面车灯的光。当汽车在夜间灯发出的光，而看不到对面车灯的光。当汽车在夜间灯发出的光，而看不到对面车灯的光。当汽车在夜间行驶时，可避免对面车灯造成的视觉眩晕，保证行车行驶时，可避免对面车灯造成的视觉眩晕，保证行车行驶时，可避免对面车灯造成的视觉眩晕，保证行车行驶时，可避免对面车灯造成的视觉眩晕，保证行车安全。安全。安全。安全。另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从另外，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。由于光是横波，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，只需水平方向振动的。因此，只需带一副只能透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射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。分的散射光。3 3、观看立体电影、观看立体电影 在拍摄立体电影时，用两个摄影机，两个摄影机在拍摄立体电影时，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，放映时把两个画像同时映在银幕上。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看到其中一个画面，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，两个放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，放像机每个放像机镜头上放一个偏振片，两个偏振片两个偏振片的偏振化方向相互垂直，观众戴上用偏振片做成的眼的偏振化方向相互垂直，观众戴上用偏振片做成的眼镜镜，左眼偏振片的偏振化方向与左面放像机上的偏振，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，右眼偏振片的偏振化方向与右面放像机化方向相同，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，上的偏振化方向相同，这样，银幕上的两个画面分别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影通过两只眼睛观察，在人的脑海中就形成立体化的影像了像了。偏光镜头偏光镜头立体电影立体电影