高中物理 13.6《光的偏振》課件 新人教版選修3-4.ppt

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高中物理新人教版選修 4系列課件 13 6 光的偏振 教學(xué)目標(biāo) 橫波與偏振現(xiàn)象 光源的偏振狀態(tài) 線偏振光 自然光 偏振光的獲取 偏振光的應(yīng)用 1 汽車車燈 2 觀看立體電影 3 生物的生理機能與偏振光 機械橫波與縱波的區(qū)別 機械波穿過狹縫 一 橫波與偏振現(xiàn)象 只有橫波有偏振現(xiàn)象而縱波無偏振問題 如何檢驗光的橫波性呢 用偏振片檢驗 通光方向 通 不通 形象說明偏振片的原理 通光方向 腰橫別扁擔(dān)進(jìn)不了城門 1 線偏振光 線偏振光的圖示 也叫面偏振光偏振光完全偏振光 二 光源的偏振狀態(tài) 在紙面內(nèi)振動 垂直紙面的振動 2 自然光普通光源發(fā)光 在垂直傳播方向的平面內(nèi)各個方向的光振動全有各個振動方向的強度相等 三 偏振光的獲取 問題 如何從普通光源中取得偏振光呢 方法 1 偏振片法 2 反射折射法 檢偏 方法 1 用起偏器獲取偏振光 1 一般入射角的情況反射光折射光都是部分偏振光 反射光中垂直入射面振動占優(yōu)折射光中平行入射面振動占優(yōu) 方法 2 布儒斯特定律 2 特殊入射角的情況 1 兩光偏振狀態(tài)反射光 完全偏振光折射光 部分偏振光 2 反射光線與折射光線垂直 起偏角或布儒斯特角 入射角滿足 3 布儒斯特定律 光在兩各向同性介質(zhì)表面入射時如果入射角與兩介質(zhì)折射率存在下述關(guān)系 反射光成為只有垂直振動的線偏振光這就是布儒斯特定律 四 偏振光的應(yīng)用光的偏振在科學(xué)技術(shù)及工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用 比如在機械工業(yè)中 利用偏振光的干涉來分析機件內(nèi)部應(yīng)力分布情況 這就是光測彈性力學(xué)的課題 在化工廠里 我們可以利用偏振光測量溶液的濃度 偏光干涉儀 偏光顯微鏡在生物學(xué) 醫(yī)學(xué) 地質(zhì)學(xué)等方面有著重要的應(yīng)用 在航海 航空方面則制出了偏光天文羅盤 下面我們介紹幾種日常生活中應(yīng)用偏振光的實例 1 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 司機都關(guān)閉大燈 只開小燈 放慢車速 以免發(fā)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(guī)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(fā)出的光 而看不到對面車燈的光 這樣 汽車在夜間行駛時 即不要熄燈 也不要減速 可以保證安全行車 a 0或a 1800時 I2 I1光強最強 討論 a 900或a 2700時 I 0光強最弱 另外 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太陽鏡便可擋住部分的散射光 2 觀看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(dāng)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 兩個偏振片的偏振化方向相互垂直 觀眾戴上用偏振片做成的眼鏡 左眼偏振片的偏振化方向與左面放像機上的偏振化方向相同 右眼偏振片的偏振化方向與右面放像機上的偏振化方向相同 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化的影像了 偏光鏡頭立體電影 3 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 比如蜜蜂有五支眼 三支復(fù)眼 兩支復(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 然后以太陽為定向標(biāo)來判斷方向 所以蜜蜂可以準(zhǔn)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 因而不會迷路 C 用偏光鏡消除了反射偏振光使玻璃門內(nèi)的人物清晰可見 A 玻璃門表面的反光很強 B 用偏光鏡減弱了反射偏振光 櫥窗設(shè)計 本堂課小結(jié)一 光的偏振態(tài)自然光 線偏振光 部分偏振光二 線偏振光的獲得偏振片法 反射和折射法三 基本物理定律 光強變化 1 布儒斯特定律 2 馬呂斯定律 四 偏振光的應(yīng)用實例立體電影 汽車車燈 生物視覺 激光器的諧振腔 等等