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(共48張PPT)
光的干涉和衍射現象都清楚地表明光是一種波
光波是橫波還是縱波呢
本節我們將學習光的偏振現象
1.偏振現象
實驗一:橫波的偏振現象
如圖所示，將細繩穿過一塊紙板，固定細繩的一端，手持另一端上下振動，形成繩波。
當紙板的狹縫與繩波質點的振動方向一致時，繩波不受阻礙地向前傳播。
但當紙板的狹縫與繩波質點的振動方向垂直時，繩波受阻礙而不能通過狹縫。
這種現象只有橫波才會出現。
若將繩換成彈并讓其一端振動形成縱波，由于彈簧中質點振動的方向與傳播方向在一條直線上，不論狹縫的方向如何，縱波都能向前傳播。
橫波的振動方向垂直于波的傳播方向，振動方向與傳播方向構成一個平面(振動面)，橫波還存在各種可能的振動面，如形成繩波的波源振動方向不同，形成波的振動面可能豎直、水平、傾斜。如果橫波只沿著某一特定的方向振動，就會出現波的偏振，這是只有橫波才有的特性。
因為縱波的振動方向與傳播方向始終在同一直線上，
所以縱波不會出現偏振現象。
光能否產生偏振現象呢
光的偏振實驗
如圖5-26所示，透過兩塊偏振片 P、Q觀察日光或燈光。保持P不動，旋轉 Q，觀察光強的變化
2.什么是光的偏振現象
實驗二:讓光源的光通過一片偏振片 (※)
現象:偏振片無論如何轉動,光線不會發生變化
結論:在垂直于光的傳播方向的平面內,
光振動沿任意方向振動的強度相同.
實驗三:讓光源的光通過用兩片偏振片(起振器,檢偏器)
偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發生變化
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起偏器P
檢偏器Q
自然光
線偏振光
偏振片
偏振片
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起偏器P
檢偏器Q
自然光
線偏振光
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起偏器P
檢偏器Q
自然光
線偏振光
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起偏器P
檢偏器Q
自然光
線偏振光
演示實驗（2）：
偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發生變化
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起偏器P
檢偏器Q
自然光
線偏振光
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起偏器P
檢偏器Q
自然光
線偏振光
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起偏器P
檢偏器Q
自然光
線偏振光
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起偏器P
檢偏器Q
自然光
線偏振光
兩偏振片的偏振化方向相互垂直
光強為零
3.什么是自然光 自然光與偏振光的區別
自然光:由光源(太陽、電燈等）直接發光而來。
特點：包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，且各振動方向的光強相等。
偏振光:在垂直于傳播方向的平面內，只沿某 一個方向振動的光。反射光都是偏振光。
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起偏器
檢偏器
自然光
偏振光
自然光通過偏振片后變為(線)偏振光
利用偏振片檢驗光線的偏振化程度
4.兩個重要提示.
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·
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·
n1
n2
i0
i0
r0
線偏振光
·
·
S
起偏振角
·
·
5.光的偏振現象的應用
拍攝水下的景物或玻璃展覽櫥窗中的成例品的照片(在照相機的鏡頭上加慮光片)
該現象與圖 5-25 中繩波通過狹縫的現象十分相似。偏振片是只讓某一方向振動的光通過的一種光學元件。通常把這個透光方向稱為偏振片的透振方向。
偏振片的作用類似于圖 5-25 中的狹縫。該現象表明，光是一種橫波。
任何普通光源都是由大量原子、分子組成的，它們發出的光就是這些原子、分子發光的總和。
就單個原子的發光來說，它在各個瞬間所發光波的振動方向時刻在變化著。
而普通光源中的大量原子發光時又是互不相關的，從總體上來說，在垂直于傳播方向的平面內，光波可沿任何方向振動，光振動在平面內的分布是大致均勻的，這樣的光稱為自然光(圖 5-27)。
自然光通過偏振片后，只有振動方向與透振方向一致的那些光波才能完全通過，而振動方向與透振方向垂直的光波則完全不能通過。因此，讓自然光通過偏振片，就能獲得偏振光。這種光的振動方向與透振方向平行，也稱為線偏振光。用于獲得偏振光的偏振片稱為起偏器。
為了檢查通過起偏器的光是不是偏振光，可在起偏器后面再放一個偏振片，這個偏振片稱為檢偏器。如圖 5-28 所示，
當起偏器與檢偏器的透振方向互相平行和互相垂直時，偏振光能完全通過和完全不能通過的情況。
如果我們將起偏器固定，將檢器逐漸旋轉 90°，就可看到所透過的光的強度也隨之發生變化。
自然界中的起偏器
在自然界中，存在著各種各樣的天然反射鏡起偏器，如江河或海洋的水面、皮革、魚鱗、毛發等。自然光經過水面的反射后能產生偏振光。太陽光經過行星表面反射后如果變成了偏振光，就說明這個行星表面可能有水或其他光滑物質覆蓋。
根據這一原理，天文學家利用偏振光技術還探得土星光環有冰晶等物質。
2.偏振現象的應用
光彈效應測量應力場分布：
主要用來測量建筑構件、機械零部件在工作狀態下內部的應力分布及其變化。
如果看過立體電影，你就會知道立體電影中的人好像就在我們身邊，電影中的飛機好像向著我們呼嘯而來。
為什么會有這樣神奇的效果呢
奧秘就在我們看電影時戴的那副眼鏡上。
這類眼鏡通常是偏振鏡，
通過偏振鏡的光是偏振光。
立體電影是用兩個鏡頭從如人眼那樣的兩個不同方向同時拍攝下景物的像，制成兩組電影膠片;
通過兩架放映機將兩組膠片同步放映，使這略有差別的兩幅圖像重疊在銀幕上。
這時，如果用眼睛直接觀看，看到的畫面是不清晰的。如果在每架放映機前裝一塊偏振片，從兩架放映機射出的光通過偏振片后，就成了偏振光。
由于這兩架放映機前的偏振片的透振方向互相垂直，產生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直。
觀眾戴上偏振鏡觀看電影時，每只眼睛只看到相應的偏振光圖像，這樣就會產生立體感。這就是立體電影的原理。
反射光存在大量的振光，使用偏振鏡可減少反射光的干擾。
因為水面反射光的干擾，用普通的照相機鏡頭不容易清晰地拍出水中的魚。
人們發現，當偏振光通過受力的塑料或玻璃時，振方向會發生變化，這一現象可幫助我們檢查力的分布情況。
電光效應：可作為高速開關，如高速攝影、光速測量中的光切割器等。近年來則更多地用作脈沖激光器的開關。
3、生物的生理機能與偏振光
人的眼睛對光的偏振狀態是不能分辨的，但某些昆蟲的眼睛對偏振卻很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支復眼、兩支復眼，每個復眼包含有6300個小眼，這些小眼能根據太陽的偏光確定太陽的方位，然后以太陽為定向標來判斷方向，所以蜜蜂可以準確無誤地把它的同類引到它所找到的花叢。
再如在沙漠中，如果不帶羅盤，人是會迷路的，但是沙漠中有一種螞蟻，它能利用天空中的紫外偏光導航，因而不會迷路。
1.將兩片偏振片(如看立體電影時用的鏡片)疊放在一起，放在報紙或書本上，旋轉其中的一片，觀察有什么現象發生。你能解釋這一現象嗎
2.將兩個緊靠在一起的偏振片放在一盞燈的前面，此時沒有光通過。如果將其中的一個偏振片逐漸旋轉 180°，在旋轉過程中，透過偏振片的光
A.先增強，然后又減弱到零
B.先增強，然后減弱到非零的最小值
C.在整個過程中都增強
D.先增強，再減弱，然后又增強
3.我們常看到在柏油馬路和湖面上反射的耀眼的眩光，它會使人的視覺疲勞。戴上一種由偏振片制成的太陽鏡，可解決眩光問題。請查閱資料，分析這種太陽鏡能解決眩光問題的原理
4.用偏振片觀察各種光的偏振情況，特別是蔚藍色的天空、水面和玻璃面的反射光、桌面的反射光，驗證有關偏振光的結論，并寫一篇相關的觀察日記。

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