136 光的偏振
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生物的生理机能与偏振光
人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆虫 的眼睛对偏振却很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支复眼、 两支复眼，每个复眼包含有6300个小眼，这些小眼能根据 太阳的偏光确定太阳的方位，然后以太阳为定向标来判断 方向，所以蜜蜂可以准确无误地把它的同类引到它所找到 的花丛。
再如在沙漠中，如果不带罗盘，人是会迷路的，但是
4
腰横别扁担进不了城门
5
• 如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧 形成纵波，则无论狭缝怎样放置（只要狭缝足 够宽），弹簧上的纵波都可以通过狭缝传播到 木板的另一侧（如下图）．
6
通过上面实验的启发，我们可以如 何判断来判断光波是横波还是纵波？
偏振片由特定的材料制成，它上面有一个 特殊的方向（叫做透振方向），只有振动方向 与透振方向平行的光波才能通过偏振片．
通过分析，进一步验证：光 是一种横波．
16
两偏振片的透振方 向平行放置
两偏振片的透振 方向垂直放置
17
偏振现象的应用：拍摄
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．
A、透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零 B、透过偏振片的光强光增强，然后减少到非零的最 小值
C、透过偏振片的光强在整个过程中都增强 D、透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强
分析：起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有
光通过；偏振方向平行时，光强度达到最大当其
中一个偏振片转动180度的过程中，两偏振片的方
自然光射到两种介质的界面上，反射光、 折射光都是部分偏振光。
如果反射光与折射光之间的夹角恰好是 90°，这时，反射光为完全偏振光，折射光为 部分偏振光，并且偏振方向互相垂直．
i
n1
n1
90o
n2
n2
布儒斯特定律
14
15
3、如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏 振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂 直，偏振光不能通过第二个偏振片，透射光的 强度为零．
复习回顾
1、通过前面的学习，我们知道光能发生干涉 和衍射现象，说明光是什么？
2、波按振动方向与传播方向之间的关系可以 分为哪几种？
3、那么，光波（电磁波）是横波，还是纵波 呢？
1
光的偏振
2
例如一列横波沿水平方向传播，质点在竖直 平面内可能沿着上下方向振动，也可能沿着左 右方向振动，也可能沿着任何其他方向振动．
当然，对于一个确定的横波，它的振动方 向是确定的．
横波只沿着某一个特定的方向振动，称为 波的偏振．只有横波才有偏振现象．
3
实验：
• 取一根软绳，一端固 定在墙上，手持另一 端上下抖动，就在软 绳上形成一列横波.
现在，让软绳穿过一块带有狭缝的木板，如果狭缝 与振动方向平行，则振动可以通过狭缝传到木板的 另一侧（图甲）．如果狭缝与振动方向垂直，则振 动就被狭缝挡住而不能向前传播（图乙）．
Fra Baidu bibliotek
沙漠中有一种蚂蚁，它能利用天空中的紫外偏光导航，因
而不会迷路。
22
汽车车灯
汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为了避免双方车灯 的眩目，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。 如驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它 们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45度角，那么，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， 这样，汽车在夜间行驶时，即不要熄灯，也不要减速，可以保证 安全行车。
7
实验现象： 旋转偏振片，发现屏上的光强不发
生变化.
是不是可以判定光是纵波呢？
8
产生上述现象的原因
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，而且沿着各个方向振动的光波 的强度都相同．这种光叫做自然光 .
9
10
再加一个偏振片
11
1、自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之 后，只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的 光波才能通过．也就是说，通过第一个偏振片 的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着 一个特定的方向振动．这种光叫做偏振光．
18
橱窗设计
（A） 玻璃门表面的反光很强
（B） 用偏光镜消除了反射偏振光 使19 玻璃门内的人物清晰可见
偏光镜头 立体电影
20
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。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，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。
向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光先增强，
又减小到零，选项A正确．
24
小结：
• 光波是一种横波. • 偏振光会发生偏振现象
25
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水平方向振动的。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
23
练习：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180度，在旋转过 程中，将会产生下述的哪一种现象（ ）
12
2、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二 个偏振片（称为检偏器）时，如果两个 偏振片的透振方向平行，那么，通过第 一个偏振光的振动方向跟第二个偏振片 的透振方向平行，透射光的强度最大．
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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．
生物的生理机能与偏振光
人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆虫 的眼睛对偏振却很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支复眼、 两支复眼，每个复眼包含有6300个小眼，这些小眼能根据 太阳的偏光确定太阳的方位，然后以太阳为定向标来判断 方向，所以蜜蜂可以准确无误地把它的同类引到它所找到 的花丛。
再如在沙漠中，如果不带罗盘，人是会迷路的，但是
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腰横别扁担进不了城门
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• 如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧 形成纵波，则无论狭缝怎样放置（只要狭缝足 够宽），弹簧上的纵波都可以通过狭缝传播到 木板的另一侧（如下图）．
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通过上面实验的启发，我们可以如 何判断来判断光波是横波还是纵波？
偏振片由特定的材料制成，它上面有一个 特殊的方向（叫做透振方向），只有振动方向 与透振方向平行的光波才能通过偏振片．
通过分析，进一步验证：光 是一种横波．
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两偏振片的透振方 向平行放置
两偏振片的透振 方向垂直放置
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偏振现象的应用：拍摄
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．
A、透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零 B、透过偏振片的光强光增强，然后减少到非零的最 小值
C、透过偏振片的光强在整个过程中都增强 D、透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强
分析：起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有
光通过；偏振方向平行时，光强度达到最大当其
中一个偏振片转动180度的过程中，两偏振片的方
自然光射到两种介质的界面上，反射光、 折射光都是部分偏振光。
如果反射光与折射光之间的夹角恰好是 90°，这时，反射光为完全偏振光，折射光为 部分偏振光，并且偏振方向互相垂直．
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布儒斯特定律
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3、如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏 振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂 直，偏振光不能通过第二个偏振片，透射光的 强度为零．
复习回顾
1、通过前面的学习，我们知道光能发生干涉 和衍射现象，说明光是什么？
2、波按振动方向与传播方向之间的关系可以 分为哪几种？
3、那么，光波（电磁波）是横波，还是纵波 呢？
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光的偏振
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例如一列横波沿水平方向传播，质点在竖直 平面内可能沿着上下方向振动，也可能沿着左 右方向振动，也可能沿着任何其他方向振动．
当然，对于一个确定的横波，它的振动方 向是确定的．
横波只沿着某一个特定的方向振动，称为 波的偏振．只有横波才有偏振现象．
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实验：
• 取一根软绳，一端固 定在墙上，手持另一 端上下抖动，就在软 绳上形成一列横波.
现在，让软绳穿过一块带有狭缝的木板，如果狭缝 与振动方向平行，则振动可以通过狭缝传到木板的 另一侧（图甲）．如果狭缝与振动方向垂直，则振 动就被狭缝挡住而不能向前传播（图乙）．
Fra Baidu bibliotek
沙漠中有一种蚂蚁，它能利用天空中的紫外偏光导航，因
而不会迷路。
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汽车车灯
汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为了避免双方车灯 的眩目，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。 如驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它 们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45度角，那么，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， 这样，汽车在夜间行驶时，即不要熄灯，也不要减速，可以保证 安全行车。
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实验现象： 旋转偏振片，发现屏上的光强不发
生变化.
是不是可以判定光是纵波呢？
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产生上述现象的原因
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，而且沿着各个方向振动的光波 的强度都相同．这种光叫做自然光 .
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再加一个偏振片
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1、自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之 后，只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的 光波才能通过．也就是说，通过第一个偏振片 的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着 一个特定的方向振动．这种光叫做偏振光．
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橱窗设计
（A） 玻璃门表面的反光很强
（B） 用偏光镜消除了反射偏振光 使19 玻璃门内的人物清晰可见
偏光镜头 立体电影
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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。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，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。
向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光先增强，
又减小到零，选项A正确．
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小结：
• 光波是一种横波. • 偏振光会发生偏振现象
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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水平方向振动的。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
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练习：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180度，在旋转过 程中，将会产生下述的哪一种现象（ ）
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2、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二 个偏振片（称为检偏器）时，如果两个 偏振片的透振方向平行，那么，通过第 一个偏振光的振动方向跟第二个偏振片 的透振方向平行，透射光的强度最大．
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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．