4.6 光的偏振　激光 课件 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

4.6 光的偏振　激光 导入 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? 导入 用实验区别横波和纵波 1.狭缝对纵波的影响 如图所示，如果在波的传播方向上放一带狭缝的木板，不管狭缝方向如何，在一条弹簧上传播的纵波都能自由通过狭缝。 纵波在竖直狭缝中的传播情况 纵波在水平狭缝中的传播情况 偏振现象及光的偏振 导入 2.狭缝对横波的影响 对横波，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能毫无阻碍地通过狭缝；当狭缝的方向与质点的振动方向垂直时，横波就不能通过狭缝。 狭缝与振动方向平行 狭缝与振动方向垂直 导入 偏振现象及光的偏振 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 的，这种现象称为“偏振现象”，横波的 称为“偏振方向”。 狭缝与振动方向平行 狭缝与振动方向垂直 不同 振动方向 光的干涉 光的衍射 光的干涉、衍射现象都说明光是一种波。光波是横波还是纵波呢？ 光能否发生偏振现象？ 导入 观察光的偏振现象 2.偏振片：由特定的材料制成，每个偏振片都有一个 ，沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，这个方向叫作“透振方向”。 特定的方向 导入 如图所示，观察光源(或阳光)通过偏振片后透射光的强度变化 (1)让阳光或灯光通过偏振片P，在P的另一侧观察，透射光的强度有什么变化？如果以光的传播方向为轴旋转偏振片P，透射光的强度又如何变化？ 可以看到偏振片是透明的，只是透射光暗了一些；继续旋转偏振片P，透射光的强度不发生变化。 导入 自然光 偏振片P 动态展示 . . . . . . . . . . 导入 乙 当偏振片Q的透振方向与偏振片P的透振方向平行时，透射强度与只有偏振片P时的强度一样。 丙 继续旋转偏振片Q，亮度变暗，当偏振片Q的透振方向与偏振片P的透振方向垂直时，亮度最暗。 说明了光是横波 (2)在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片Q，观察通过两块偏振片的透射光的强度有什么变化？ 导入 动画展示 导入 3.自然光和偏振光 (1)自然光：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，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同。这种光是“自然光”。 自然光表示法 x y z x y 沿 z 轴传播的自然光 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。入射角变化时偏振的程度也有变化。 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。 振动垂直于纸面 振动在纸面内 (2)偏振光：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。 1.摄影技术中的应用：摄影师在拍摄池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物时，由于水面和玻璃表面的反射光的干扰，景象会不清楚。如果在照相机镜头前装一片 ，转动滤光片，让它的透振方向与水面和玻璃表面的反射光的偏振方向 ，就可以减弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。 偏振现象的应用 无偏振镜 有偏振镜 偏振滤光片 垂直 未使用偏振镜前 使用偏振镜后 2.偏振片在汽车挡风玻璃上的应用：汽车夜间行驶与对面的车辆相遇时，如遇远光灯引发炫目，极易引起车祸。如果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方向都沿同一方向并与水平面成45°，可避免远光灯引发炫目，保证行车安全。 未装偏振照明灯的情景 安装偏振照明灯的情景 3.立体电影：在每架放映机前装有一块偏振片，其透振方向 。观众所戴的偏振眼镜的两只镜片透振方向互相垂直，且左眼镜片与左放映机前偏振片的透振方向一致，右眼镜片与右边放映机前偏振片的透振方向一致。这样，左眼只能看到左边放映机放映出的画面，右眼只能看到右边放映机放映出的画面，两眼看到的画面略有差别，因而产生立体感。 互相垂直 偏振现象的其它应用 液晶显示 平板玻璃、电极、取向膜 偏振片 偏振片 在沙漠中，如果不带罗盘，人是会迷路的，但是沙漠中有一种蚂蚁，它能利用天空中的紫外偏光导航，因而不会迷路。 昆虫对偏振光的应用：人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆虫的眼睛对偏振却很敏感。比如蜜蜂有五只眼、三只单眼、两只复眼，每只复眼包含有6300个小眼，这些小眼能根据太阳的偏光确定太阳的方位，然后以太阳为定向标来判断方向，所以蜜蜂可准确无误地把它的同类引到它所找到的花丛。 美丽的激光秀 激光的特点及其应用 1.