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(共30張PPT)
4.6 光的偏振 激光
（第1課時）
問題： 在觀看立體電影時，觀眾要戴上特制的眼鏡，如果不戴這副眼鏡，銀幕上的圖像就模糊不清了。這是為什么？
波分為縱波和橫波
在縱波中，各點的振動方向總與波的傳播方向在同一直線上。在橫波中，各點的振動方向總與波的傳播方向垂直。這種方法適用于看得見質點振動方向的機械波．
不同的橫波，即使傳播方向相同，振動方向也可能是不同的。這個現象稱為“偏振現象”。一列沿水平方向傳播的橫波，既可能沿上下方向振動，也可能沿左右方向振動，還可能沿其他“斜”的方向振動。橫波的振動方向稱為“偏振方向”。
一、偏振
讓繩穿過一塊帶有狹縫的木板，先后將狹縫與振動方向平行放置及與振動方向垂直放置（圖 1）。對于圖 1甲的情形，繩上的橫波能穿過狹縫，而對于圖 1 乙的情形則不能。如圖 2，在一條彈簧上傳播的縱波，無論狹縫的取向如何，波都能穿過。
實驗一：橫波的偏振現象
只有橫波有偏振現象
而縱波無偏振現象
---用偏振片檢驗
透振方向
通
不通
受上面實驗的啟發，我們可以利用類似的實驗來判斷光波是橫波還是縱波．
問題：光的干涉和衍射現象說明光是一種波．那么，光波是橫波還是縱波呢？
為此，利用“偏振片”代替上圖中帶有狹縫的木板來做光學實驗。
觀察光的偏振現象
如圖 甲，讓陽光或燈光通過偏振片 P，在 P 的另
一側觀察，可以看到偏振片是
透明的，只是透射光暗了一些。
以光的傳播方向為軸旋轉偏振
片 P，透射光的強度變化嗎？
不變
為此，利用“偏振片”代替上圖中帶有狹縫的木板來做光學實驗。
觀察光的偏振現象
在偏振片 P 的后面再放置另一個偏振片 Q（圖 乙），以光的傳播方向為軸旋轉偏振片 Q（圖 丙），觀察通
過兩塊偏振片的透射光的強度
變化。
乙圖屏上光的強度比甲圖弱
從乙圖到丙圖過程，屏上光的強度逐漸變弱
以上實驗現象說明了光是橫波
實驗：
二、光的偏振
偏振片由特定的材料制成，每個偏振片都有一個特定的方向，沿著這個方向振動的光波①能順利通過偏振片，偏振方向與這個方向垂直的光不能通過，這個方向叫作“透振方向”。偏振片對光波的作用就像狹縫對于機械波的作用一樣。
光是傳播中的電磁場，即電磁波。“電磁波的振動方向”指的是其中電場的向。
二、光的偏振
實際上，太陽以及日光燈、發光二極管等普通光源發出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿著各個方向振動的光波的強度都相同。這種光是“自然光”
自然光在通過偏振片 P 時，只有振動方向與偏振片的透振方向一致的光波才能順利通過。也就是說，通過偏振片 P 的光波，在垂直于傳播方向的平面上，沿著某個特定的方向振動。這種光叫作偏振光
偏振片 P、Q 上的狹縫用來形象地表示它們的透振方向，真實的偏振片上沒有這樣的狹縫。
通過偏振片 P 的偏振光照射到偏振片 Q 時，如果兩個偏振片的透振方向平行，那么，通過 P 的偏振光的振動方向與偏振片 Q 的透振方向一致，可以透過 Q（如圖 乙）
如果兩個偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振動方向跟偏振片 Q 的透振方向垂直，不能透過 Q（如圖丙）
點擊下圖觀看動畫演示
當只有一塊偏振片時，以光的傳播方向為軸旋轉偏振片，透射光的強度不變．
當兩塊偏振片的透振方向平行時，透射光的強度最大，但是，比通過一塊偏振片時要弱．
當兩塊偏振片的透振方向垂直時，透射光的強度最弱，幾乎為零.
二、光的偏振
偏振光并不罕見。除了從太陽、白熾燈等光源直接發出的光以外，我們通常看到的絕大部分光，都是不同程度的偏振光。
自然光在玻璃、水面、木質桌面等表面反射時，反射光和折射光都是偏振光（圖 ），入射角變化時偏振的程度也有變化。
三、偏振現象的應用
三、偏振現象的應用
三、偏振光的應用
三、偏振光的應用
用偏光鏡消除了反射偏振光使玻璃門內的人物清晰可見
玻璃門表面的反光很強
偏光鏡
攝影
三、偏振現象的應用
三、偏振現象的應用
相機的偏振濾光片能減弱玻璃表面反射光的影響（右圖）
三、偏振現象的應用
用偏光鏡拍攝天空
三、偏振現象的應用
三、偏振現象的應用
用偏光鏡拍攝水底景物
三、偏振現象的應用
汽車
汽車夜間在公路上行駛與對面的車輛相遇時，為了避免雙方車燈的眩目，司機都關閉大燈，只開小燈，放慢車速，以免發生車禍。如駕駛室的前窗玻璃和車燈的玻璃罩都裝有偏振片，而且規定它們的偏振化方向都沿同一方向并與水平面成45度角，那么，司機從前窗只能看到自已的車燈發出的光，而看不到對面車燈的光，這樣，汽車在夜間行駛時，即不用熄燈，也不用減速，可以保證安全行車。
三、偏振現象的應用
未裝偏振片的情景
安裝了偏振片的情景
安裝偏振照明燈的情景
偏振片
偏振片
平板玻璃、電極、取向膜
液晶
旋光性
液晶顯示
三、偏振現象的應用
偏振片
偏振片
平板玻璃、電極、取向膜
液晶
加電壓旋光性消失
液晶顯示器就是利用這一特性，在上下兩片柵欄相互垂直的偏光板之間充滿液晶，利用電場控制液晶的轉動．不同的電場大小就會形成不同的灰階亮度．

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