偏振光应用讲解

偏振的原理及其应用

专业：软件工程

班级：1402班

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目录偏振光的概念

线偏振光的产生

偏振光的应用

1、汽车车灯

2、观看立体电影

3、生物的生理机能与偏振光

4、偏光显微镜

5、在医学方面的应用

6、在智能楼宇中的应用

7、在摄影等方面的应用

8、非金属夹杂物的鉴定

光在我们生活中无处不在，与我们的生活密不可分，是大自然的力量之源。而光中的偏振光更是在生活、科学等各个方面用途甚广，下面列举一下偏振光的应用。

偏振光的概念

光是一种电磁波，电磁波是横波。而振动方向和光波前进方向构成的平面叫做振动面，光的振动面只限于某一固定方向的，叫做平面偏振光或线偏振光。

就偏振性而言，光一般可以分为偏振光、自然光和部分偏振光。其中还有圆偏振光、椭圆偏振光、线偏振光等。

线偏振光的产生

1：反射及折射产生线偏振光

2：由二向色性产生线偏振光

3：双折射晶体产生线偏振光

现实中由于上述方法的太过于繁琐、复杂，人们利用偏振光的性质以及产生条件，制造了廉价的偏振片来产生线偏振光。

偏振片是用人工方法制成的薄膜，是用特殊方法使选择性吸收很强的微粒晶体在透明胶层中作有规则排列而制成的，它允许透过某一电矢量振动方向的光（此方向称为偏振化方向），而吸收与其垂直振动的光，即具有二向色性. 因此自然光通过偏振片后，透射光基本上成为平面偏振光。

偏振光的应用

1、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。

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部分的散射光。

2、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。

3、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。

4、偏光显微镜

反射偏光显微镜是利用光的偏振特性对具有双折射性物质进行研究鉴定的必备仪器, 可做单偏光观察，正交偏光观察，锥光观察。

偏光显微镜的特点，就是将普通光改变为偏振光进行镜检的方法，以鉴别某一物质是单折射性（各向同性）或双折射性（各向异性）。

偏光显微镜必须具备以下附件：起偏镜，检偏镜，补偿器或相位片，专用无应力物镜，旋转载物台。

5、在医学方面的应用

偏振光对人体具有光电作用、光热作用、光磁作用、光化学作用、光免疫作用及光酶作用等，照射人体后可产生相应的光点反映、光累

积效应等，以达到治疗相应的病症及消除疼痛的目的。

例如：直线偏振光治疗仪，选取600nm～1600nm（医学上称为人体透射窗口）特定波长的光谱，有效透射深度达50mm以上，透过偏振光的光学特性产生光针刺激和强烈的温热效应。该治疗仪取激光之单向传导性及透射性强的优点，比激光波长的单一性及温热性差、治疗功率抵之缺陷；避红外线散射性及吸收性差、穿透性差等缺陷，取近红外复合波长带热效应及穿透性好的优点，从而临床上取得了非常显著的疗效。

6、在智能楼宇中的应用

用一些便宜和无污染的材料使用到房屋里面，利用它来改变房屋的建设来达到一些人们所需的要求，最终实现房屋的智能化、人性化。

自然光在两种介质的分界面上反射和折射时，反射光和折射光都将成为偏振光。根据马吕斯定律我们知道，只要偏振光经过偏振片就能产生不同强度和类型的偏振光，根据我们的需要，只要旋转两块偏振片，就能得到我们所要的光强。

A、可调温度的窗户

根据偏振片的这一特性，我们是否可以将偏振片应用到楼宇中的窗户上，通过他来改变光的强度，从而调整室内的温度，这样夏天我们再也不用使用空调么来降温了，只需要通过调节两片偏振片的相对位置就能实现这一目的。

当然在窗户的设计方面可能不能再按我们现行的方式设计，而最好是变成圆形状的。这样就能像我们平时使用的熏香剂的设计一样通过

旋转就能改变光的强度，在夏天可以使他们的近乎90°或者270°，使尽量少的光进入室内；而在冬天则可以达到光强最大处，使屋内温度达到最高，方便又实用，而且无污染，天然。在偏振片上我们还可以镀上一定的滤光膜，这样我们讨厌的一些光线就可以滤掉，留下好的、有用的光供我们利用。

B、多功能建筑顶棚：

我们知道，传统的顶棚都是混凝土结构的，这种顶棚除了档雨和挡阳光以外没有其他作用。而今后我们的追求方向却是希望在满足基本作用的情况下能够最大限度的实现美感与观赏价值。在这里我们可以利用光的偏振原理设计出具有滤光，室内灭菌，隔热，观赏等功能于一身的多功能建筑顶棚。

7、在摄影等方面的应用

光的偏振在摄影方面主要是偏振镜。

偏振镜，也叫偏光镜，简称 PL 镜，是一种滤色镜。偏振镜的出色功用是能有选择地让某个方向振动的光线通过，在彩色和黑白摄影中常用来消除或减弱非金属表面的强反光，从而消除或减轻光斑。例如，在景物和风光摄影中，常用来表现强反光处的物体的质感，突出玻璃后面的景物，压暗天空和表现蓝天白云等。

偏振镜由两片光学玻璃夹着一片有定向作用的微小偏光性质晶体组成。还有另一种制造方法，两片光学玻璃之间的夹层涂有聚乙烯膜或聚乙烯氰一类的结晶物，这一聚合物涂层可产生极细的栅栏状的结构，好像是一道细密的栅栏，只允许振动方向与缝隙相同的光通过。