高中物理-光的偏振 (2)
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第6节：光的偏振
1．观察振动中的偏振现象,知道只有横波才有偏振现象。 2．知道偏振光和自然光的区别,能运用偏振知识来解释 生活中的一些常见光学现象。
本节主要阐述了光波作为横波具有的偏振现象,以及光的 偏振在生产、生活、科技等方面的应用。 偏振现象不好理解,所以先从绳波会发生偏振入手,再通过 类比去介绍光的偏振。
不加偏振片拍摄,橱窗中景物模糊不清
加偏振片拍摄,景物变清晰
液晶显示 自然光 电极
偏振片
偏振片
电极
液晶 反光板
自然光通过第一块偏振片成为偏振光 上下两极板没有电压（液晶有旋光性） 上下两极板有一定大小的电压
（ 液晶无旋光性）
无
无
有
无
出
出
射
射
光
光
线
线
汽车车灯:
因此,只需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。
Βιβλιοθήκη Baidu
甲
3．纵波不发生偏振现象
图乙是一列纵波,以这列纵波的传播方向为轴,
乙
无论我们怎么旋转第二块木板,纵波都能通过。
也就是说纵波不发生偏振现象。
横波能够发生偏振现象而纵波不能发生偏振现象, 这就是横波与纵波的一个区别。 因此我们要判断一列波是横波还是纵波, 只要看它能否发生偏振现象就可以啦!
通光方向 腰横别扁担进不了城门
当两块偏振片的透振方向平行时, 透射光的强度最大,但是,比通过一 块偏振片时要弱。
当两块偏振片的透振方向垂直时, 透射光的强度最弱,几乎为零。
4．光是一种横波
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,使反射光 与折射光之间的夹角恰好是90°,这时反射光和折射光就都是偏振的, 并且偏振方向互相垂直。
乱
是各个振动 的无规混杂
3．偏振光---在垂直于传播方向的平面上,只沿着一个特定的 方向振动的光叫偏振光。
自然光
偏振光
P
Q
起偏器
检偏器
光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光。 光振动沿着特定方向的光就是偏振光。
甲 P
乙
明 明 （弱）
P
Q
暗 丙
P
Q
通过起偏器P 的光是偏振光。
当只有一块偏振片时,以光的传播 方向为轴旋转偏振片,透射光的强 度不变。
甲
P
乙
P
Q
a.通过一块偏振P看太阳的 透射光。 （转动P,亮度有无变化？）
b. 在偏振片P 的后面再放 置另一个偏振片Q,转动Q, 观察通过两块偏振片的透 射强度有无变化？
现象： 甲图：转动偏振片P,透射光的强度不变 乙图：转动偏振片Q,透射光强度变化：
P、Q偏振片平行时,透射光最强； P、Q偏振片垂直时,透射光最暗。
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。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。在放映时, 两个放像机每个放像机镜头上放一个偏振片,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镜,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上的偏振化方向相同,这样,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像了。
光振动垂直于纸面
光振动在纸面内
三、偏振现象的应用
光的偏振现象有很多应用。如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、 玻璃橱窗里的陈列物的照片时,由于水面或玻璃表面的反射光的干扰, 常使景像不清楚。如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片,让它的透振 方向与反射光的偏振方向垂直,就可以减弱反射光而使景像清晰。
B）D
A．图中a光为偏振光
B．图中b光为偏振光
C．以SP为轴将B 转过180°后,在P处将看到光亮
D．以SP为轴将B 转过90°后,在P处将看到光亮
2．如图所示,P是偏振片,P的透振方向(用带箭头的实线表示)为
竖直方向．下列四种入射光束中,哪几种照射P时能在P的另一
侧观察到透射光( A．太阳光
AB) D
波过
的 区 别
狭 缝
一、横波的偏振现象
1．定义：偏振现象------在垂直于传播方向的平面上,只沿着一个特定的
方向振动的波叫波的偏振现象。
2．只有横波才有偏振现象
图甲是一列横波.当这列横波穿过两个带有狭缝 的木板时, 狭缝的方向与波的振动方向相同,
横波可以穿过。
当我们将后一块木板旋转900以后,我们发现这时 横波就不能再通过了。 我们把这种现象称为横波的偏振现象。
怎样解释实验现象？
检 偏 起偏器
检偏器
动 态 演 示
结论：太阳光不是纵波,而是横波！
2.自然光
（1）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,这种光叫自然光。
自然光
（2）自然光特点： 普通光源发光： 在垂直传播方向的平面内 各个方向的光振动全有 各个振动方向的强度相等
在横波中,振动方向总是垂直于波的传播方向.
不同的横波振动方 向可能不同
据此可以判断某种波是横波,还是纵波。
在纵波中,各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上,
在横波中,各点的振动方向总与波的传播方向垂直,
据此可以判断某种波是横波,还是纵波？
不同的横波振动方 向可能不同
机
械 横 波 与
机 械 波
纵穿
二、光的偏振现象
1．观察光的偏振现象要用偏振片
偏振片：一种由高分子薄膜制成的光学器件,每个偏振片都有一个特定的
方向,只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片,这个方向叫做
“透振方向”。
箭头
表示
透振
方向
实 物
示 意 图
线偏振光的图示
在纸面内振动 垂直纸面的振动
实验：观察阳光通过偏振片后透射光的强度变化
B．沿竖直方向振动的光
C．沿水平方向振动的光
D．沿与竖直方向成45°角振动的光
橱窗设计
玻璃门表面 的反光很强
用偏光镜减弱 了反射偏振光
用偏光镜消除 了反射偏振光
1．只有横波才有偏振现象 2．自然光、偏振光、光振动 3．光的偏振现象说明光是横波 4．实验中起偏器、检偏器的作用 5. 光的偏振现象的应用
1．如图所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和,人眼在P处迎着入
射光方向,看不到光亮,则（
在教学中,做好两个演示实验是让学生接受光的偏振现象 的关键,也是本节教学的突破口。本节内容有利于开阔学生的 视野,加深对光的波动性,特别是对光是横波的理解。
问题：光的干涉和衍射说明光具有波动性,但光波是横波还是纵波呢？
如何判断某种波是横波,还是纵波？
在纵波中,振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上.
1．观察振动中的偏振现象,知道只有横波才有偏振现象。 2．知道偏振光和自然光的区别,能运用偏振知识来解释 生活中的一些常见光学现象。
本节主要阐述了光波作为横波具有的偏振现象,以及光的 偏振在生产、生活、科技等方面的应用。 偏振现象不好理解,所以先从绳波会发生偏振入手,再通过 类比去介绍光的偏振。
不加偏振片拍摄,橱窗中景物模糊不清
加偏振片拍摄,景物变清晰
液晶显示 自然光 电极
偏振片
偏振片
电极
液晶 反光板
自然光通过第一块偏振片成为偏振光 上下两极板没有电压（液晶有旋光性） 上下两极板有一定大小的电压
（ 液晶无旋光性）
无
无
有
无
出
出
射
射
光
光
线
线
汽车车灯:
因此,只需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。
Βιβλιοθήκη Baidu
甲
3．纵波不发生偏振现象
图乙是一列纵波,以这列纵波的传播方向为轴,
乙
无论我们怎么旋转第二块木板,纵波都能通过。
也就是说纵波不发生偏振现象。
横波能够发生偏振现象而纵波不能发生偏振现象, 这就是横波与纵波的一个区别。 因此我们要判断一列波是横波还是纵波, 只要看它能否发生偏振现象就可以啦!
通光方向 腰横别扁担进不了城门
当两块偏振片的透振方向平行时, 透射光的强度最大,但是,比通过一 块偏振片时要弱。
当两块偏振片的透振方向垂直时, 透射光的强度最弱,几乎为零。
4．光是一种横波
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,使反射光 与折射光之间的夹角恰好是90°,这时反射光和折射光就都是偏振的, 并且偏振方向互相垂直。
乱
是各个振动 的无规混杂
3．偏振光---在垂直于传播方向的平面上,只沿着一个特定的 方向振动的光叫偏振光。
自然光
偏振光
P
Q
起偏器
检偏器
光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光。 光振动沿着特定方向的光就是偏振光。
甲 P
乙
明 明 （弱）
P
Q
暗 丙
P
Q
通过起偏器P 的光是偏振光。
当只有一块偏振片时,以光的传播 方向为轴旋转偏振片,透射光的强 度不变。
甲
P
乙
P
Q
a.通过一块偏振P看太阳的 透射光。 （转动P,亮度有无变化？）
b. 在偏振片P 的后面再放 置另一个偏振片Q,转动Q, 观察通过两块偏振片的透 射强度有无变化？
现象： 甲图：转动偏振片P,透射光的强度不变 乙图：转动偏振片Q,透射光强度变化：
P、Q偏振片平行时,透射光最强； P、Q偏振片垂直时,透射光最暗。
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。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。在放映时, 两个放像机每个放像机镜头上放一个偏振片,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镜,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上的偏振化方向相同,这样,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像了。
光振动垂直于纸面
光振动在纸面内
三、偏振现象的应用
光的偏振现象有很多应用。如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、 玻璃橱窗里的陈列物的照片时,由于水面或玻璃表面的反射光的干扰, 常使景像不清楚。如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片,让它的透振 方向与反射光的偏振方向垂直,就可以减弱反射光而使景像清晰。
B）D
A．图中a光为偏振光
B．图中b光为偏振光
C．以SP为轴将B 转过180°后,在P处将看到光亮
D．以SP为轴将B 转过90°后,在P处将看到光亮
2．如图所示,P是偏振片,P的透振方向(用带箭头的实线表示)为
竖直方向．下列四种入射光束中,哪几种照射P时能在P的另一
侧观察到透射光( A．太阳光
AB) D
波过
的 区 别
狭 缝
一、横波的偏振现象
1．定义：偏振现象------在垂直于传播方向的平面上,只沿着一个特定的
方向振动的波叫波的偏振现象。
2．只有横波才有偏振现象
图甲是一列横波.当这列横波穿过两个带有狭缝 的木板时, 狭缝的方向与波的振动方向相同,
横波可以穿过。
当我们将后一块木板旋转900以后,我们发现这时 横波就不能再通过了。 我们把这种现象称为横波的偏振现象。
怎样解释实验现象？
检 偏 起偏器
检偏器
动 态 演 示
结论：太阳光不是纵波,而是横波！
2.自然光
（1）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,这种光叫自然光。
自然光
（2）自然光特点： 普通光源发光： 在垂直传播方向的平面内 各个方向的光振动全有 各个振动方向的强度相等
在横波中,振动方向总是垂直于波的传播方向.
不同的横波振动方 向可能不同
据此可以判断某种波是横波,还是纵波。
在纵波中,各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上,
在横波中,各点的振动方向总与波的传播方向垂直,
据此可以判断某种波是横波,还是纵波？
不同的横波振动方 向可能不同
机
械 横 波 与
机 械 波
纵穿
二、光的偏振现象
1．观察光的偏振现象要用偏振片
偏振片：一种由高分子薄膜制成的光学器件,每个偏振片都有一个特定的
方向,只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片,这个方向叫做
“透振方向”。
箭头
表示
透振
方向
实 物
示 意 图
线偏振光的图示
在纸面内振动 垂直纸面的振动
实验：观察阳光通过偏振片后透射光的强度变化
B．沿竖直方向振动的光
C．沿水平方向振动的光
D．沿与竖直方向成45°角振动的光
橱窗设计
玻璃门表面 的反光很强
用偏光镜减弱 了反射偏振光
用偏光镜消除 了反射偏振光
1．只有横波才有偏振现象 2．自然光、偏振光、光振动 3．光的偏振现象说明光是横波 4．实验中起偏器、检偏器的作用 5. 光的偏振现象的应用
1．如图所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和,人眼在P处迎着入
射光方向,看不到光亮,则（
在教学中,做好两个演示实验是让学生接受光的偏振现象 的关键,也是本节教学的突破口。本节内容有利于开阔学生的 视野,加深对光的波动性,特别是对光是横波的理解。
问题：光的干涉和衍射说明光具有波动性,但光波是横波还是纵波呢？
如何判断某种波是横波,还是纵波？
在纵波中,振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上.