实验：测定玻璃的折射率.ppt

第五讲光的偏振现象光学实验 一 光的偏振现象 1 机械波的偏振现象 横波不能通过与其振动方向成90 的狭缝的现象 纵波没有偏振现象 2 光能发生偏振现象 所以光是横波 透振方向 通 不通 1 偏振片 由特定的材料制成 尽管它是透明的 但它上面有一个特定的方向 叫做透振方向 只有光的振动方向与透振方向平行时 才能通过偏振片 二 光偏振现象的解释 二 光偏振现象的解释 自然光和偏振光 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 偏振光 只沿某个特定方向振动的光 自然光通过第一个偏振片 起偏器 只允许某个方向振动的光通过 后 成为偏振光 偏振光再通过第二个偏振片 检偏器 当振动方向与偏振片的透振方向一致时透射光最强 与偏振片透振方向互相垂直时 透射光最弱 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 偏振现象的应用 拍摄 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 A 玻璃门表面的反光很强 B 用偏光镜减弱了反射偏振光 橱窗设计 偏光镜头立体电影 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 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 例 2007全国 如图 P是一偏振片 P的透振方向 下列入射光中 哪几种照射时 能在P的后方观察到透射光的是 A太阳光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 ABD P 例 光的偏振现象说明光是横波 下列现象中不能反映光的偏振特性的是 A 一束自然光相继通过两个偏振片 以光束为轴旋转其中一个偏振片 透射光的强度发生变化B 一束自然光入射到两种介质的分界面上 当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90 时 反射光和折射光都是偏振光 C 日落时分 拍摄水面下的景物 在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰 D 通过手指间的缝隙观察日光灯 可以看到彩色条纹E 立体电影 光的衍射 实验 测定玻璃的折射率 一 实验原理 用插针法确定光路 找出与入射光线相对应的折射光线 测出入射角 1和折射角 2 根据折射定律计算出玻璃的折射率n 二 实验步骤 二 实验步骤 P3遮住P1 P2的像 P4遮住P3及P1 P2的像 四 数据处理 五 注意事项 1 实验时入射角i不能太小 也不能太大 若入射角过小 折射角便更小 则角度测量误差较大 若入射角过大 则反射光能量增强 射入玻璃砖的光能量减少 透过玻璃砖观察到的P1 P2的虚像暗淡 模糊 不利于插针P3 P4 3 每次实验切勿使玻璃砖移动 玻璃砖与白纸的相对位置不能改变 以免两边错动 引起误差 2 实验时要将大头针垂直插在纸上 P1与P2之间 P3与P4之间距离要适当大一些 4 玻璃砖不能当尺子用 手也不能触摸玻璃砖的光洁面 例 在做测定玻璃折射率的实验时 甲同学在纸上正确画出玻璃的两个界面ab和cd时 不慎碰了玻璃砖 使他向ab方向平移了一些 如图甲所示 其后的操作都正确 但画光路图时 将折射点确定在ab和cd上 则测出的n值将怎样变化 不变 方法小结 画光路图 先画透过砖的真实光路 再相应找出界面线上的入射点与折射点 画出过界面的测量光路 比较 拓展 乙同学为了避免笔尖接触玻璃面 画出的a b 和c d 都比实际侧面向外平移了一些 如图乙所示 以后的操作均正确 画光路图时将入射点和折射点都确定在a b 和c d 上 则测出的n值将如何变化 偏小 例 如图3所示 在一薄壁圆柱体玻璃烧杯中 盛上水或其他透明液体 中间竖直插入一根细直铁丝 沿水平方向观看 会发现铁丝在液面处出现折断现象 这是光的折射现象形成的 阅读上述材料 回答下列问题 1 若把铁丝插在位置 无论沿水平方向从什么方向看 铁丝均无折断现象 如图3所示的情景 与实际观察到的情况相符的是 其中O为圆心 图3 圆心O处 BC 2 利用上述现象 用毫米刻度尺 三角板 三根细直铁丝 可测液体折射率 实验步骤是 实验图实4所示 用刻度尺测量找出直径AB 并把刻度尺在刻度线的边缘与AB重合后固定并测出半径R 将一根