高中物理 第十三章 光 第6节 光的偏振课件 新人教版选修34.ppt

第十三章光 第六节光的偏振 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 什么是横波 什么是纵波 如何判断某种波是横波 还是纵波 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 机械横波与纵波的区别 机械波穿过狭缝 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 一 横波的偏振现象 图一中是一列横波 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 这时横波可以穿过 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 图二 图二中 是一列纵波 我们以这列纵波的传播方向为轴 无论我们怎么旋转第二块木板 这列纵波都能通过 也就是说纵波不发生偏振现象 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 3 纵波不发生偏振现象 图二 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 只有横波有偏振现象而纵波无偏振问题 如何检验光的横波性呢 用偏振片检验 通光方向 通 不通 形象说明偏振片的原理 通光方向 腰横别扁担进不了城门 1 线偏振光 线偏振光的图示 也叫面偏振光偏振光完全偏振光 二 光源的偏振状态 在纸面内振动 垂直纸面的振动 2 自然光普通光源发光 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 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 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 检偏 方法 1 用起偏器获取偏振光 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 当两块偏振片的透振方平行时 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 产生上述现象的原因 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 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 2 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 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 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 4 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 所以 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 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折射光中平行入射面振动占优 2 特殊入射角的情况 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 入射角满足 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 三 偏振现象的应用