光的偏振、激光(第01課時)(高中物理教學課件)完整版3_第1頁
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06.光的偏振圖片區(qū)問題:光能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象,說明光有什么特征?答:光具有波動性問題:波有橫波和縱波之分,橫波和縱波是怎樣定義的?答:質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波,質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波。問題:我們看不到光的振動方向與傳播方向的關(guān)系,如何判斷光是橫波還是縱波?1.偏振現(xiàn)象不同的橫波,即使傳播方向相同,振動方向也可能是不同的。這個現(xiàn)象稱為“偏振現(xiàn)象”。例如,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。2.偏振方向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。①左圖繩上的橫波能穿過狹縫,右圖則不能。②如下圖,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。結(jié)論:只有橫波才有偏振現(xiàn)象。應(yīng)用:利用現(xiàn)象判斷某種波是橫波還是縱波。一.偏振1.偏振片:為了研究光是橫波還是縱波,我們利用“偏振片”代替帶有狹縫的木板來做光學實驗。偏振片對光波的作用就像狹縫對于機械波的作用一樣。2.透振方向: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”。二.光的偏振實驗:讓光源的光通過一片偏振片,偏振片P轉(zhuǎn)動一圈現(xiàn)象:光屏上光線亮度不發(fā)生變化,但是比光直接照射光屏暗一些實驗:讓光源的光通過兩片偏振片,偏振片Q轉(zhuǎn)動一圈現(xiàn)象:屏上的亮度忽明忽暗結(jié)論:光會發(fā)生偏振現(xiàn)象,光的偏振說明光是橫波。注意: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。二.光的偏振3.自然光:太陽以及日光燈、發(fā)光二極管等普通光源發(fā)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,這樣的光叫自然光。4.偏振光:在垂直于傳播方向的平面上,沿著某個特定的方向振動的光叫作偏振光。注意:①在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi),自然光沿任意方向振動的強度都相同,偏振光只沿特定的方向振動。②自然光通過偏振片后變成了偏振光,P叫起偏器,Q叫檢偏器二.光的偏振二.光的偏振iri偏振光并不罕見。除了從太陽、白熾燈等光源直接發(fā)出的光以外,我們通??吹降慕^大部分光,都是不同程度的偏振光。自然光射到兩種介質(zhì)的界面上,如果光入射的方向合適,使反射光與折射光之間的夾角恰好是90?,這時反射光和折射光就都是完全偏振光,且偏振方向互相垂直。(反射光垂直紙面,折射光平行紙面)——布儒斯特定律二.光的偏振1.攝影:照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片可減弱反射光,使相片更清晰三.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用三.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用三.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用2.

汽車車燈: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,司機都應(yīng)該關(guān)閉大燈,只開小燈,放慢車速,以免發(fā)生車禍。如果駕駛室的前窗玻璃和車燈的玻璃罩都裝有偏振片,而且規(guī)定它們的偏振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(fā)出的光,而看不到對面車燈的光,這樣,汽車在夜間行駛時,既不要熄燈,也不要減速,可以保證安全行車。三.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用3.太陽鏡:在陽光充足的白天駕駛汽車,從路面或周圍建筑物的玻璃上反射過來的耀眼的陽光,常會使眼睛睜不開。由于光是橫波,所以這些強烈的來自上空的散射光基本上是水平方向振動的。因此,只需帶一副只能透射豎直方向偏振光的偏振便可擋住部分的散射光。即使是直射的光線也能擋住一半,不再那么耀眼。三.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用4.

立體電影:在拍攝立體電影時,用兩個攝影機,兩個攝影機的鏡頭相當于人的兩只眼睛,它們同時分別拍下同一物體的兩個畫像,放映時把兩個畫像同時映在銀幕上。如果設(shè)法使觀眾的一只眼睛只能看到其中一個畫面,就可以使觀眾得到立體感。為此,在放映時,兩個放放像機每個放像機鏡頭上放一個偏振片,兩個偏振片的透振方向相互垂直,觀眾戴上用偏振片做成的眼鏡,左眼偏振片的透振方向與左面放像機上的偏振方向相同,右眼偏振片的透振方向與右面放像機上的偏振方向相同,這樣,銀幕上的兩個畫面分別通過兩只眼睛觀察,在人的腦海中就形成立體影像了。三.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用5.生物的生理機能與偏振光:人的眼睛對光的偏振狀態(tài)是不能分辨的,但某些昆蟲的眼睛對偏振卻很敏感。比如蜜蜂有五只眼、三只單眼、兩只復(fù)眼,每個復(fù)眼包含有6300個小眼,這些小眼能根據(jù)太陽的偏光確定太陽的方位,然后以太陽為參考系來判斷方向,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(dǎo)航,從而不會迷路。三.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用6.液晶顯示:液晶顯示器是一個由上下兩片導(dǎo)電玻璃制成的液晶盒,盒內(nèi)充有液晶,四周用密封材料——膠框密封,盒的兩個外側(cè)貼有偏光片。如果有光線進入,通過第一個偏振片后,將被液晶分子逐漸改變偏振方向(液晶的旋光性)。由于光線沿著分子排列的方向傳播,光線最終將從另一端射出(透光)。如果兩玻璃板之間加上電壓,分子排列方向?qū)⑴c電場方向平行,光線由于失去旋光性將不會通過第二個極板(不透光)。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旋光性.不同的電場大小就會形成不同的灰階亮度.三.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用偏振片偏振片平板玻璃、電極、取向膜液晶旋光性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例1.(多選)對于光的偏振,下列說法正確的是(

)A.自然光通過偏振片后成為偏振光B.偏振光不能再通過偏振片C.如果偏振片的透振方向與偏振光的振動方向垂直,偏振光不能透過偏振片D.偏振現(xiàn)象表明光是橫波例2.(多選)如圖所示,電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B,人眼在P處迎著入射光方向,看不到光亮,則(

)A.圖中a光為偏振光B.圖中b光為偏振光C.以SP為軸將B轉(zhuǎn)過180°后,在P處將看到光亮D.以SP為軸將B轉(zhuǎn)過90°后,在P處將看到光亮ACDBD典型例題例3.在拍攝日落時分水面下的景物時,應(yīng)在照相機鏡頭前裝一個偏振片,其目的是(

)A.減少陽光在水面上的反射光B.阻止陽光在水面上的反射光進入照相機鏡頭C.增強光由水面射入空氣中的折射光進入鏡頭的強度D.減弱光由水面射入空氣中的折射光進入鏡頭的強度例4.如圖所示,P是偏振片,P的透振方向為豎直方向。下列四種入射光束中,哪種照射P時不能在P的另一側(cè)觀察到透射光()A.太陽光B.沿豎直方向振動的光C.沿水平方向振動的光D.沿與豎直方向成45?角振動的光BC典型例題例5.(多選

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