光的偏振
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光振动在纸内
6.布儒斯特定律
(1)一般入射角的情况 反射光 折射光都是部分偏振光 反射光中 垂直入射面振动占优势
折射光中
平行入射面振动占优势
(2)特殊入射角的情况 入射角满足
n2 i0 tg (起偏角或布儒斯特角 ) n1
1
1 ) 两光偏振状态 反射光 -- 完全偏振光
折射光 -- 部分偏振光
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
偏振现象的应用:橱窗设计
(A) 玻璃门表面的 反光很强
(B) 用偏光镜减弱 了反射偏振光
(C) 用偏光镜消除了反射偏 振光 使玻璃门内的人 物清晰可见
偏振现象的应用:汽车车灯和窗玻璃上
的偏振片
偏振现象的应用: 立体电影 在观看立体电影时,观众要戴上一副特制 的眼镜,这副眼镜就是一对透振方向互相垂直 的偏振片。
光的偏振
教学目标 .
1. 知识与能力
√了解横波的偏振现象,知道只有横波才有偏振 现象。 √知道光波是横波.掌握自然光、偏振光(全偏 振光、部分偏振光)等概念。
√知道反射光和折射光都是不同程度的偏振光。
√了解光的偏振现象在生活和科学技术中的重要 应用。
2.过程与方法
√ 掌握利用宏观现象的规律研究微观领域中 相似现象的科学研究方法。 √ 通过光的偏振现象的研究,培养学生善于 动手动脑、敢于猜想、喜欢探究的学习习惯和 科学的思维方法。
偏振现象的应用:液晶显示
现代生活中我们越来越离不开液晶显示技术了, 无论是大型的电脑显示器,还是许多人家里购置的液 晶电视,或者是已经是被人们广泛使用的手机等手持 电子设备都是用液晶显示装置来作为“面子”.而液晶 的工作原理就恰好和偏振光有着很大的联系。
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.
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。
产生上述现象的原因 2.自然光
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 .
甲
3.偏振光 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.
形象说明偏 振的原理
通光方向
腰横别扁担进不了城门
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,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)。
1.波的偏振
横波只沿着某一个特定的方向振动这 种现象称为波的偏振。
2.横波与纵波的区别
横波具有偏振现象,纵波不具有这样的特 性。这就是横波与纵波的区别。
教学难点
1.光的偏振现象的实验探究。 2百度文库运用光的偏振现象分析解决问题。
本节导航
一.波的偏振现象 二. 光的偏振现象
三.偏振现象的应用
一.波的偏振现象
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)。
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.
3.情感态度与价值观
√ 通过“光的偏振现象”的实验探究,懂得科 学研究需要实事求是的科学态度和严谨的思维方 式。 √ 通过了解光的偏振现象的应用,深切体会科 学知识的实用价值和掌握科学知识的人生价值, 激发学生热爱科学的情怀和刻苦学习的热情。
教学重难点
教学重点
1.横波与纵波的区别(研究光波的基础); 横波的偏振现象。 2.光的偏振现象的实验探究。 3.自然光、偏振光、部分偏振光等概念。
2 )反射光线与折射 光线垂直
讨论:
a =0或a =1800时, 光 强最强。 a=900或a=2700时, I光 强最弱 。
三.偏振现象的应用
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.
4.光是一种横波 5.电磁波是横波
电磁波中电场强度E和磁感应强度B的振动方向 都与电磁波传播方向垂直.
6.布儒斯特定律
入射角满足
n2 i0 tg (起偏角或布儒斯特角 ) n1
1
1 ) 两光偏振状态 反射光 -- 完全偏振光 折射光 -- 部分偏振光 2 )反射光线与折射 光线垂直
课堂练习
明
看到偏振片P是透 明的,转动P,透 射光的强度不变.
P
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.
明 (弱)
P
Q
转动Q,透射光的 强度发生变化, 最亮时比光通过 一块偏振片P时要 弱.最暗时透射光 几乎为零.
受上面实验的启发,我们可以利用类似的 实验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 。偏振片对光波的作用就像上图中的狭缝对 于机械波的作用一样。 现在利用偏振片代替上面的带有狭缝的 木板,来做光学实验。
课堂小结
一、波的偏振现象
只有横波有偏振现象 而纵波无偏振问题.
二、光的偏振 1.自然光 2.偏振片
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 。
由特殊材料制成的,他上面有一特殊的方向(透 振方向),只有振动方向与透振方向平行的光才 能通过。
3.偏振光
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.
导入新课
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?
说明光具有波动性
在横波中,振动方向垂直于波的传播方向。(但 不同的横波,振动方向可以不同) 在纵波中,振动方向跟波的传播方向在同一 直线上。
3. 那么,光波(电磁波)是 横波,还是纵波呢?
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.
暗
P
Q
4.光是一种横波
5.电磁波是横波
电磁波中电场强度E和磁感应强度B的振动方向 都与电磁波传播方向垂直. 光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强 度E引起的,因此常将E的振动称为光振动。
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( A )
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
二. 光的偏振现象
1.偏振片
一种由高分子薄膜制成的光学器件。它只允 许沿某个方向振动的光通过,并称这个方向为透 振方向。
箭头表示 透振方向
示意图 实物
光的偏振视频
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。 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。
光振动沿各个方 向均匀分布的光 是自然光. 光振动沿特定方 向的光是偏振光.
z
x λ
E
y
B
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. 光振动垂直纸面 α