4.6 光的偏振 激光（课件）（含视频）-2021-2022学年下学期高二物理同步精品课堂（新教材人教版选择性必修第一册）

第四章 光 第6节 光的偏振 激光 学易同步精品课堂 新教材人教版 物理（选择性必修第一册） 立体电影出现于1922年。它能产生三维立体效果,当观众戴上立体眼镜观看时,有身临其境的感觉,亦称“3D立体电影”。 你看过立体电影吗?看立体电影为什么要戴上特制的眼镜?你能解释其中的奥秘吗? 课堂引入 课堂引入 摄影师又是如何拍摄下清晰的画面的呢？带着这些疑问让我们一起开启今天的学习之旅。 1.偏振现象：不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是不同的。这个现象称为“偏振现象”。 2.偏振方向：一列沿水平方向传播的横波，既可能沿上下方向振动，也可能沿左右方向振动，还可能沿其他“斜”的方向振动。横波的振动方向称为“偏振方向”。 一、偏振 3.纵波不发生偏振现象 一列纵波，以这列纵波的传播方向为轴，无论我们怎么旋转第二块木板，纵波都能通过。也就是说纵波不发生偏振现象。 一、偏振 问题：光的干涉和衍射说明光具有波动性，那么光波是横波还是纵波呢？ 横波能够发生偏振现象而纵波不能发生偏振现象， 因此我们要判断一列波是横波还是纵波，只要看它能否发生偏振现象就可以啦! 伟大的物理学家惠更斯最早提出光是纵波，托马斯·杨认为光是一种横波，但在当时他们都缺乏充足的证据证明自己的观点。 一、偏振 1.偏振片：一种由高分子薄膜制成的光学器件，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫做“透振方向”。 示意图 箭头表示透振方向 二、光的偏振 观察光的偏振现象 观察光的偏振现象 当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变。 当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱。 当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零。 二、光的偏振 怎样解释上面的实验呢？如果光波是纵波，上面演示的现象是否会发生？ 2.自然光：实际上，太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。这种光是 “自然光”（图 ）。 太阳光是自然光 二、光的偏振 3.偏振光：自然光在通过偏振片 P 时，只有振动方向与偏振片的透振方向一致的光波才能顺利通过。也就是说，通过偏振片 P 的光波，在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动。这种光叫作偏振光（polarized light）。 P Q 自然光 偏振光 起偏器 检偏器 二、光的偏振 通过偏振片 P 的偏振光照射到偏振片 Q 时，如果两个偏振片的透振方向平行，那么，通过 P 的偏振光的振动方向与偏振片 Q 的透振方向一致，可以透过 Q（图 乙）；如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振动方向跟偏振片 Q 的透振方向垂直，不能透过 Q（图 丙）。 二、光的偏振 偏振光并不罕见。除了从太阳、白炽灯等光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光。自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光（图），入射角变化时偏振的程度也有变化。 二、光的偏振 反射引起自然光的偏振 光振动垂直于纸面 光振动在纸面内 光是一种横波 自然光射到两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是90°，这时反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直。 二、光的偏振 用偏光镜消除了反射偏振光使玻璃门内的人物清晰可见 玻璃门表面的反光很强 偏光镜 三、偏振现象的应用 未使用偏振镜前 使用偏振镜后 三、偏振现象的应用 用偏光镜拍摄水底 三、偏振现象的应用 汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为避免双方车灯的眩目，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。如驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且 规定它们的偏振化方向都沿同一方向并与 水平面成45度角，那么，司机从前窗只能 看到自已的车灯发出的光，而看不到对面 车灯的光，这样，汽车在夜间行驶时，既 不用熄灯，也不用减速，可以保证安全行车。 三、偏振现象的应用 未装偏振照明灯的情景 安装偏振照明灯的情景 三、偏振现象的应用 立体电影:偏振式3D技术是利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的，通过在显示屏幕上加放偏光板，可以向观看者输送两幅偏振方向不同的画面，当画面经过偏振眼镜时， 由于偏振式眼镜的每只镜片只能 接收一个偏振方向的画面，这样 一来人的左右眼就会收到两组画 面，最后经过大脑合成立体影像。 三、偏振现象的应用 偏光镜头 立体电影 偏振片 偏振片 平板玻璃、电极、取向膜 液晶 旋光性 液晶显示 三、偏振现象的应用 偏振