高中物理《光的偏振》課件二（18張PPT）

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歡迎進入物理課堂 光的偏振 人接收的信息有90 來自眼睛看到的光 光給了我們多姿多彩的世界 1 引入 在縱波中 振動方向總是跟波的傳播方向在同一直線上 在橫波中 振動方向總是垂直于波的傳播方向 但不同的橫波 振動方向可以不同 例如一列橫波沿水平方向傳播 質點在豎直平面內可能沿著上下方向振動 也可能沿著左右方向振動 也可能沿著任何其他方向振動 當然 對于一個確定的橫波 它的振動方向是確定的 2 實驗 取一根軟繩 一端固定在墻上 手持另一端上下抖動 就在軟繩上形成一列橫波 現(xiàn)在 讓軟繩穿過一塊帶有狹縫的木板 如果狹縫與振動方向平行 則振動可以通過狹縫傳到木板的另一側 圖甲 如果狹縫與振動方向垂直 則振動就被狹縫擋住而不能向前傳播 圖乙 如果將這根繩換成細軟的彈簧 前后推動彈簧形成縱波 則無論狹縫怎樣放置 彈簧上的縱波都可以通過狹縫傳播到木板的另一側 如下圖 受上面實驗的啟發(fā) 我們可以利用類似的實驗來判斷光波是橫波還是縱波 偏振片由特定的材料制成 它上面有一個特殊的方向 叫做透振方向 只有振動方向與透振方向平行的光波才能通過偏振片 偏振片對光波的作用就像上圖中的狹縫對于機械波的作用一樣 現(xiàn)在利用偏振片代替上面的帶有狹縫的木板 來做光學實驗 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 3 產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因 1 太陽 電燈等普通光源發(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 這種光叫做自然光 2 自然光通過第一個偏振片 叫做起偏器 之后 只有振動方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通過 也就是說 通過第一個偏振片的光波 在垂直于傳播方向的平面上 只沿著一個特定的方向振動 這種光叫做偏振光 橫波只沿著某一個特定的方向振動 稱為波的偏振 只有橫波才有偏振現(xiàn)象 3 通過第一個偏振片的偏振光再通過第二個偏振片 稱為檢偏器 時 如果兩個偏振片的透振方向平行 那么 通過第一個偏振光的振動方向跟第二個偏振片的透振方向平行 透射光的強度最大 4 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第二個偏振片的透振方向垂直 偏振光不能通過第二個偏振片 透射光的強度為零 所以 光是一種橫波 下一章我們會知道 光是電磁波 電磁波是橫波 電磁波中電場強度E和磁感應強度B的振動方向都與電磁波的傳播方向垂直 實驗指出 光波的感光作用和生理作用等主要是由電場強度E所引起的 因此常將E的振動稱為光振動 在與光波傳播方向垂直的平面內 光振動的方向可以沿任意的方向 光振動沿各個方向均勻分布的光就是自然光 光振動沿著特定方向的光就是偏振光 4 偏振現(xiàn)象的應用 光的偏振現(xiàn)象并不罕見 除了從光源 如太陽 電燈等 直接發(fā)出的光以外 我們通?？吹降慕^大部分光 都是偏振光 自然光射到兩種介質的界面上 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偏振的 并且偏振方向互相垂直 光的偏振現(xiàn)象有很多應用 如在拍攝日落時水面下的景物 池中的游魚 玻璃櫥窗里的陳列物的照片時 由于水面或玻璃表面的反射光的干擾 常使景像不清楚 如果在照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片 讓它的透振方向與反射光的偏振方向垂直 就可以減弱反射光而使景像清晰 偏振現(xiàn)象的應用 拍攝 液晶顯示器是一個由上下兩片導電玻制成的液晶盒 盒內充有液晶 四周用密封材料 膠框密封 盒的兩個外側貼有偏光片 偏振現(xiàn)象的應用 液晶顯示 偏振現(xiàn)象的應用 液晶顯示 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 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 如果兩玻璃板之間加上電壓 分子排列方向將與電場方向平行 光線由于不能扭轉將不會通過第二個極板 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 偏振現(xiàn)象的應用 液晶顯示 小結 光波是一種橫波 偏振光會發(fā)生偏振現(xiàn)象 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全