5.4 光的偏振（讲义）物理鲁科版选择性必修第一册

本讲义聚焦高中物理“光的偏振”核心知识点，以光的横波性为基础，系统梳理偏振现象概念、偏振片起偏与检偏原理，通过马吕斯定律定性理解偏振光强度变化，进而解释蓝天偏振等自然现象及3D电影、偏振眼镜等应用，构建从原理到现象再到应用的认知支架。 该资料突出科学探究与科学思维培养，设计“观察偏振现象”实验（如转动偏振片观察透光变化）及“随学随练”“迁移创新”等分层习题，结合液晶显示、应力分析等实例渗透科学态度与责任。课中辅助教师引导学生实验验证，课后助力学生通过实例分析与练习查漏补缺，强化知识应用能力。

第五章 光的干涉、衍射和偏振 第4节 光的偏振 课标要点 1.能理解光的偏振现象（如自然光通过偏振片后变为线偏振光），明确光的偏振是横波的重要特征，建立“光的横波性→偏振现象”的物理认知逻辑，掌握偏振片的起偏与检偏原理。 2.能通过分析偏振光的传播规律，推导偏振片透光强度与偏振方向夹角的关系（如马吕斯定律的定性理解），解释蓝天光的偏振、液晶显示器成像等现象，对比纵波与横波在偏振特性上的差异，提升逻辑推导与现象解释能力。 3.能参与“观察光的偏振现象”实验（如用两个偏振片、手机屏幕或蓝天作为光源），转动偏振片观察透光强度变化，验证光的偏振特性，记录不同实验条件下的现象并归纳规律，提高实验观察与原理验证能力。 4.通过了解光的偏振在3D电影、偏振眼镜、应力分析（如玻璃幕墙应力检测）、导航（如偏振光导航）等领域的应用，认识其对科技发展和日常生活的重要意义，培养运用物理知识关注科技应用、探索自然规律的责任意识。 学习重难点 重点：理解光的偏振现象及偏振是光横波性的体现，掌握偏振片作用。 难点：用偏振原理解释自然现象（如蓝天偏振）及理解马吕斯定律。 知识点 偏振现象 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”，横波的振动方向称为“偏振方向”。 2.偏振片 由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，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”。 随学随练 1.对于自然光和偏振光，以下认识正确的是(　　) A.从太阳、蜡烛等普通光源直接发出的光是自然光 B.自然光通过一个偏振片后成为偏振光，偏振光再通过一个偏振片后又还原为自然光 C.电灯发出的光透过偏振片，旋转偏振片时看到透射光的亮度无变化，说明透射光不是偏振光 D.自然光只有在通过偏振片后才能成为偏振光 2.如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，却看不到光亮，下列说法中正确的是(　　) A.电灯S发出的光是偏振光 B.以SP为轴转动A，Q处将出现明暗交替的现象 C.将B沿SP向A平移至某位置时，在P处看到光亮 D.以SP为轴将A转过45°，在P处看到光亮 3.(多选)在图中，人眼隔着偏振片B、A去看一只发光的电灯泡S，一点透射光都看不到，那么，下列说法中正确的是(　　) A.使A和B同时转过90°，仍然一点光都看不到 B.仅使B转过90°过程中，看到光先变亮后变暗 C.仅使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮 D.仅使A转动时，始终看不到透射光 知识点 偏振现象的应用 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偏振滤光片，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垂直，就可以减弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。 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。 3.立体电影：在每架放映机前装有一块偏振片，其透振方向互相垂直。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。 随学随练 1.小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光，转动镜片时发现光有强弱变化，下列说法能够解释这一现象的是(　　) A.阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起起偏器的作用 B.阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起检偏器的作用 C.阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用 D.阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用 2.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，严重影响行车安全。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与对面灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施可行的是(　　) A.前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的 B.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是竖直的 C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45° D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45° 3.如图所示，开始时上、下两偏振片平行且透振方向完全一致，现在将上边偏振片A慢慢顺时针旋转，屏上的光的亮度开始逐渐　　　　(选填“变暗”或“变亮”)，当它转到90°时，屏上的光亮度将最　　　　，继续转到180°时光由最　　　　变为最　　　　(均选填“暗”或“亮”)。 题型 光的偏振的综合应用 光的偏振 (1)自然光：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。 (2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。 (3)偏振光的形成 ①让自然光通过偏振片形成偏振光。 ②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。 (4)偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等。 (5)光的偏振现象说明光是一种横波。 活学活用 1.如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的偏振方向发生变化(温度变化越大，偏振方向变化越大)，光接收器接收的光强度就会变化。偏振片1和偏振片2透振方向相同，关于这种温度计的工作原理的说法正确的是(　　) A.到达偏振片2的光的偏振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大 B.到达偏振片2的光的偏振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大 C.到达偏振片2的光的偏振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小 D.到达偏振片2的光的偏振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小 2.TN模式液晶显示器上发光位置的发光原理如图所示，若图中开关闭合，两基板间的液晶分子将在板间匀强电场作用下定向排列，不再改变偏振光偏振方向，发光位置将变暗。从开关闭合到发光位置变暗的过程中(　　) A.两偏振片方向不垂直依然能工作 B.液晶分子正电中心偏向后基板 C.液晶分子所受合静电力不为零 D.液晶分子的电势能逐渐增大 3.蔗糖溶液具有一种称为“旋光性”的光学性质。当沿某一方向振动的偏振光经过蔗糖溶液后，出射的偏振光会相对入射偏振光的振动方向转过一个角度（如图），角度的大小与蔗糖溶液的浓度c间的关系为。常数k与光在溶液中传播的距离和温度有关。简述如何利用两块偏振片比较不同蔗糖溶液的浓度。 基础通关 1.电影《阿凡达3：火与烬》近期正在热映，在影院观看该3D影片时，需要戴上特制的3D眼镜。这其中主要涉及的光学现象属于(　　) A.折射 B干涉 C.衍射 D.偏振 2.当以入射光线为轴转动偏振片时，通过偏振片观察电灯、烛焰、月球、反光的黑板，看到现象有何不同(　　) ①观察电灯和烛焰时，透射光的强弱随偏振片的旋转而变化 ②观察电灯和烛焰时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化 ③观察月球和反光的黑板时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化 ④观察月球和反光的黑板时，透射光的强弱随偏振片的旋转而变化 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 3.夏天柏油路面上的反射光是偏振光，其振动方向与路面平行。人佩戴的太阳镜的镜片是由偏振玻璃制成的，镜片的透振方向应是(　　) A.竖直的 B.水平的 C.斜向左上45° D.斜向右上45° 4.2024年，我国太阳能光伏发电量8341亿千瓦时，全国光伏发电利用率为96.8%。为了提高太阳能电池板的光电转换效率，太阳能电池板上通常镀有增透膜，可使更多的光线能够进入电池板内部，被半导体材料吸收，从而产生更多的电能。下列选项中与增透膜原理相同的是(　　) A.阳光下油膜呈彩色 B.泊松亮斑 C光纤通信 D.偏振眼镜看立体电影 5.2025年春节期间3D电影《哪吒2》热播，开启了中国动画电影文化输出新纪元。观众在观看3D电影时需要佩戴用偏振镜片特制的眼镜，屏幕上显示左眼图像时，左眼镜片为透光状态，而右眼镜片为不透光状态，屏幕上显示右眼图像时，右眼镜片为透光状态，而左眼镜片为不透光状态，这样通过两只眼镜就看到了不同的电影画面，形成了立体效果。关于观看3D电影，下列说法正确的是（　　） A.从屏幕上发出的光为偏振光，且左眼图像和右眼图像发出的光偏振方向不相同 B.从屏幕上发出的光为自然光 C.佩戴的眼镜左眼镜片和右眼镜片的透振方向相同 D.如果将3D眼镜反着戴，左眼戴右眼镜片，右眼戴左眼镜片，则看不到电影画面 素养提升 6.有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是两片塑料偏振片卷起来，放进空心的透明圆筒内，中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”，如图甲所示。当圆筒中的小球从B端滚向A端，居然穿过了“挡板”，如图乙所示。则(　　) A.该魔术说明光是横波 B.该魔术对观众的观察角度有要求 C.只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术 D.该魔术中对两偏振片卷起来的方式无要求 7.(多选)旋光仪测糖溶液浓度装置原理是：偏振光通过糖溶液后，迎着光看，偏振方向会以传播方向为轴，旋转一个角度θ，旋转角θ称为“旋光角”，θ的值与糖溶液浓度有关，θ测量值与标准值相比较能确定含糖量，如图所示，S为自然光源，A、B为偏振片，转动B使O处光最强，然后被测样品P置于A、B间，则下列说法中正确的是(　　) A.O处光强明显减弱 B.O处光强不会减弱 C.B转一角度使O处光强最大，B转过的角度等于θ D.A转一角度使O处光强最大，A转过的角度等于θ 迁移创新 8.拍摄立体电影时用一台摄影机，让它通过两个窗口(相当于人的双眼)交替拍摄，两套图像交替地印在同一条电影胶片上，放映时用一台放映机，通过左右两个窗口，把两套图像交替地映在银幕上。在每个放映窗口前安装一块偏振片，两个窗口射出的光，通过偏振片后成了偏振光。左右两个窗口前的偏振片的透振方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众眼里，偏振方向不变，观众用偏振眼镜观看时，左眼只看到左窗口映出的画面，右眼只看到右窗口映出的画面，这样就会像直接观看物体那样产生立体感，下列说法正确的是(　　) A.偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向应保持一致 B.偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向互换后不能正常观影 C.只用一只眼睛透过偏振眼镜也可以产生立体感，但是亮度减弱 D.把放映窗口的两个偏振片透振方向改为相互平行，把偏振眼镜两个镜片的透振方向也改为相互平行，并使两者偏振方向一致，也可以正常观影 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五章 光的干涉、衍射和偏振 第4节 光的偏振 课标要点 1.能理解光的偏振现象（如自然光通过偏振片后变为线偏振光），明确光的偏振是横波的重要特征，建立“光的横波性→偏振现象”的物理认知逻辑，掌握偏振片的起偏与检偏原理。 2.能通过分析偏振光的传播规律，推导偏振片透光强度与偏振方向夹角的关系（如马吕斯定律的定性理解），解释蓝天光的偏振、液晶显示器成像等现象，对比纵波与横波在偏振特性上的差异，提升逻辑推导与现象解释能力。 3.能参与“观察光的偏振现象”实验（如用两个偏振片、手机屏幕或蓝天作为光源），转动偏振片观察透光强度变化，验证光的偏振特性，记录不同实验条件下的现象并归纳规律，提高实验观察与原理验证能力。 4.通过了解光的偏振在3D电影、偏振眼镜、应力分析（如玻璃幕墙应力检测）、导航（如偏振光导航）等领域的应用，认识其对科技发展和日常生活的重要意义，培养运用物理知识关注科技应用、探索自然规律的责任意识。 学习重难点 重点：理解光的偏振现象及偏振是光横波性的体现，掌握偏振片作用。 难点：用偏振原理解释自然现象（如蓝天偏振）及理解马吕斯定律。 知识点 偏振现象 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”，横波的振动方向称为“偏振方向”。 2.偏振片 由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，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”。 随学随练 1.对于自然光和偏振光，以下认识正确的是(　　) A.从太阳、蜡烛等普通光源直接发出的光是自然光 B.自然光通过一个偏振片后成为偏振光，偏振光再通过一个偏振片后又还原为自然光 C.电灯发出的光透过偏振片，旋转偏振片时看到透射光的亮度无变化，说明透射光不是偏振光 D.自然光只有在通过偏振片后才能成为偏振光 答案　A 解析　太阳、蜡烛等普通光源发出的光为自然光，包括在垂直光的传播方向上沿一切方向振动的光，选项A正确；自然光通过偏振片时，只有与偏振片透振方向一致的光才能通过，所以通过偏振片后的透射光是偏振光，不论通过几个偏振片，选项B错误；由于自然光在各个振动方向上的强度相同，所以旋转偏振片时透射亮度不变，即旋转偏振片时亮度不变是因为入射光是自然光，而不是因为透射光不是偏振光，选项C错误；偏振现象是很普遍的，而不是只有通过偏振片后才能成为偏振光，平常见到的绝大多数光是偏振光，选项D错误。 2.如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，却看不到光亮，下列说法中正确的是(　　) A.电灯S发出的光是偏振光 B.以SP为轴转动A，Q处将出现明暗交替的现象 C.将B沿SP向A平移至某位置时，在P处看到光亮 D.以SP为轴将A转过45°，在P处看到光亮 答案　D 解析　电灯S发出的光，包含着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，属于自然光，故A错误；自然光经过偏振片A形成偏振光，以SP为轴转动A，Q处光波的强度没有变化，一直有光亮，不会出现明暗交替的现象，故B错误；无论将B沿SP向A平移至何位置，透过A的偏振光的振动方向始终与B的透振方向垂直，在P处始终看不到光亮，故C错误；由于此时人眼在P处迎着入射光方向看不到光亮，说明A、B透振方向垂直，以SP为轴将A转过45°，则透过A的偏振光的振动方向将存在平行于B透振方向的分量，此时将有部分光可以透过B，在P处可以看到光亮。故D正确。 3.(多选)在图中，人眼隔着偏振片B、A去看一只发光的电灯泡S，一点透射光都看不到，那么，下列说法中正确的是(　　) A.使A和B同时转过90°，仍然一点光都看不到 B.仅使B转过90°过程中，看到光先变亮后变暗 C.仅使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮 D.仅使A转动时，始终看不到透射光 答案　AC 解析　原来人眼隔着偏振片B、A去看一只电灯泡S，无法看到透射光。说明两个偏振片的透振方向正好垂直。使A和B同时转过90°，仍不能看到透射光，A正确；现在仅使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮，B错误，C正确；仅使A转动时，渐渐看到透射光，D错误。 知识点 偏振现象的应用 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偏振滤光片，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垂直，就可以减弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。 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。 3.立体电影：在每架放映机前装有一块偏振片，其透振方向互相垂直。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。 随学随练 1.小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光，转动镜片时发现光有强弱变化，下列说法能够解释这一现象的是(　　) A.阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起起偏器的作用 B.阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起检偏器的作用 C.阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用 D.阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用 答案　B 解析　发现强弱变化说明水面上反射的阳光是偏振光，而阳光本身是自然光，在反射时发生了偏振，当偏振片的方向与光的偏振方向平行时，通过的光最强，而当偏振片的方向与光的偏振方向垂直时，通过的光最弱，因此镜片起到检偏器的作用。故选B。 2.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，严重影响行车安全。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与对面灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施可行的是(　　) A.前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的 B.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是竖直的 C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45° D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45° 答案　D 解析　若前窗玻璃的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的光经物体反射后将不能透过前窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，A错误；若前窗玻璃与车灯玻璃的透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照得司机睁不开眼，B错误；若前窗玻璃透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°，则车灯发出的光经物体反射后无法透进本车车窗内，却可以透进对面车的车窗内，C错误；若前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°，则车灯发出的光经物体反射后可以透进本车车窗内，且不可以透进对面车的车窗内，D正确。 3.如图所示，开始时上、下两偏振片平行且透振方向完全一致，现在将上边偏振片A慢慢顺时针旋转，屏上的光的亮度开始逐渐　　　　(选填“变暗”或“变亮”)，当它转到90°时，屏上的光亮度将最　　　　，继续转到180°时光由最　　　　变为最　　　　(均选填“暗”或“亮”)。 答案　变暗　暗　暗　亮 解析　题图中有A、B两个偏振片，开始时上、下两偏振片平行且透振方向完全一致，将上边偏振片慢慢顺时针旋转，屏上的光的亮度开始逐渐变暗，当它转到90°时，两个偏振片的透振方向垂直，屏上的光亮度将最暗，继续转到180°，两个偏振片透振的方向平行，光由最暗变为最亮。 题型 光的偏振的综合应用 光的偏振 (1)自然光：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。 (2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。 (3)偏振光的形成 ①让自然光通过偏振片形成偏振光。 ②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。 (4)偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等。 (5)光的偏振现象说明光是一种横波。 活学活用 1.如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的偏振方向发生变化(温度变化越大，偏振方向变化越大)，光接收器接收的光强度就会变化。偏振片1和偏振片2透振方向相同，关于这种温度计的工作原理的说法正确的是(　　) A.到达偏振片2的光的偏振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大 B.到达偏振片2的光的偏振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大 C.到达偏振片2的光的偏振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小 D.到达偏振片2的光的偏振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小 答案　B 解析　偏振片1和偏振片2的透振方向平行，通过温度敏感光纤到达偏振片2的光的偏振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大；到达偏振片2的光的偏振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越大，表示温度变化越小。故选B。 2.TN模式液晶显示器上发光位置的发光原理如图所示，若图中开关闭合，两基板间的液晶分子将在板间匀强电场作用下定向排列，不再改变偏振光偏振方向，发光位置将变暗。从开关闭合到发光位置变暗的过程中(　　) A.两偏振片方向不垂直依然能工作 B.液晶分子正电中心偏向后基板 C.液晶分子所受合静电力不为零 D.液晶分子的电势能逐渐增大 答案　B 解析　A．前偏振片输出水平偏振光，后偏振片初始为竖直方向（正交），无电场时液晶旋转90°使光通过；有电场时分子沿电场排列，不旋转光，光被阻挡，发光位置变暗。若两偏振片方向不垂直时，闭合开关有可能亮度不变，因此不能正常工作，故A错误；B．图中前基板接正极，后基板接负极，电场方向水平向右，则液晶分子正电中心偏向后基板，故B正确；C．分子整体电中性，正负电荷在匀强电场中受力大小相等、方向相反，合力为零，故C错误；D．从无序到沿电场力方向排列，电场力做正功，电势能减小，故D错误。故选B。 3.蔗糖溶液具有一种称为“旋光性”的光学性质。当沿某一方向振动的偏振光经过蔗糖溶液后，出射的偏振光会相对入射偏振光的振动方向转过一个角度（如图），角度的大小与蔗糖溶液的浓度c间的关系为。常数k与光在溶液中传播的距离和温度有关。简述如何利用两块偏振片比较不同蔗糖溶液的浓度。 解析　如图所示 为自然光源，、是偏振片，转动，使达到处的光最强，然后将被测样品置于、之间，由题意知，角度的大小与蔗糖溶液的浓度c间的关系为正比关系，通过比较光的强弱可以比较蔗糖溶液的浓度。 基础通关 1.电影《阿凡达3：火与烬》近期正在热映，在影院观看该3D影片时，需要戴上特制的3D眼镜。这其中主要涉及的光学现象属于(　　) A.折射 B干涉 C.衍射 D.偏振 答案　D 解析　3D电影拍摄时用两个偏振方向相互垂直的镜头同步拍摄，放映时对应偏振方向的光投射到银幕上，3D眼镜左右镜片偏振方向也相互垂直，分别让对应方向的偏振光通过，使左右眼获得有视差的画面从而产生立体观感，应用了光的偏振现象。 故选D。 2.当以入射光线为轴转动偏振片时，通过偏振片观察电灯、烛焰、月球、反光的黑板，看到现象有何不同(　　) ①观察电灯和烛焰时，透射光的强弱随偏振片的旋转而变化 ②观察电灯和烛焰时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化 ③观察月球和反光的黑板时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化 ④观察月球和反光的黑板时，透射光的强弱随偏振片的旋转而变化 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 答案　D 解析　通过偏振片去观察电灯、烛焰时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化。因为灯光、烛光都是自然光，沿各个方向振动的光的强度相同，因此当偏振片旋转时，透射出来的光波的振动方向虽然改变了，但光的强弱没有改变，①错误，②正确；月球和黑板反射的光已经是偏振光，它通过偏振片透射过来的光线和强弱都会随偏振片的旋转发生变化，③错误，④正确。故选D。 3.夏天柏油路面上的反射光是偏振光，其振动方向与路面平行。人佩戴的太阳镜的镜片是由偏振玻璃制成的，镜片的透振方向应是(　　) A.竖直的 B.水平的 C.斜向左上45° D.斜向右上45° 答案　A 解析　太阳镜的镜片是由偏振玻璃材料制成的偏振片，该偏振片的透振方向与反射光的振动方向垂直，由于反射光的振动方向与路面平行，则镜片的透振方向应该沿竖直方向。故选A。 4.2024年，我国太阳能光伏发电量8341亿千瓦时，全国光伏发电利用率为96.8%。为了提高太阳能电池板的光电转换效率，太阳能电池板上通常镀有增透膜，可使更多的光线能够进入电池板内部，被半导体材料吸收，从而产生更多的电能。下列选项中与增透膜原理相同的是(　　) A.阳光下油膜呈彩色 B.泊松亮斑 C光纤通信 D.偏振眼镜看立体电影 答案　A 解析　A．阳光下油膜呈彩色是薄膜两表面的反射光发生干涉的结果，与增透膜原理相同，故A正确； B．泊松亮斑是光的衍射现象，与干涉无关，故B错误；C．光纤通信利用全反射原理传输光信号，与干涉无关，故C错误；D．偏振眼镜通过光的偏振原理实现立体成像，与干涉无关，故D错误。故选A。 5.2025年春节期间3D电影《哪吒2》热播，开启了中国动画电影文化输出新纪元。观众在观看3D电影时需要佩戴用偏振镜片特制的眼镜，屏幕上显示左眼图像时，左眼镜片为透光状态，而右眼镜片为不透光状态，屏幕上显示右眼图像时，右眼镜片为透光状态，而左眼镜片为不透光状态，这样通过两只眼镜就看到了不同的电影画面，形成了立体效果。关于观看3D电影，下列说法正确的是（　　） A.从屏幕上发出的光为偏振光，且左眼图像和右眼图像发出的光偏振方向不相同 B.从屏幕上发出的光为自然光 C.佩戴的眼镜左眼镜片和右眼镜片的透振方向相同 D.如果将3D眼镜反着戴，左眼戴右眼镜片，右眼戴左眼镜片，则看不到电影画面 答案　A 解析　ABC．从屏幕上发出的光为偏振光，左眼图像和右眼图像发出的光偏振方向不相同，左眼镜片的透振方向与左眼图像的偏振方向相同，右眼镜片的透振方向与左眼图像的偏振方向不相同，这样左眼只能看到左眼图像，同理，右眼只能看到右眼图像，从而产生立体效果，故A正确，BC错误；D．如果将3D眼镜反着戴，左眼戴右眼镜片，右眼戴左眼镜片，这样右眼看到的是左眼图像，左眼看到的是右眼图像，仍可看到电影画面，故D错误。故选A。 素养提升 6.有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是两片塑料偏振片卷起来，放进空心的透明圆筒内，中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”，如图甲所示。当圆筒中的小球从B端滚向A端，居然穿过了“挡板”，如图乙所示。则(　　) A.该魔术说明光是横波 B.该魔术对观众的观察角度有要求 C.只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术 D.该魔术中对两偏振片卷起来的方式无要求 答案　A 解析　光的偏振现象说明光是横波，故A正确；任何角度的光都会发生偏振现象，不同角度的观众看到的现象相同，对观众的观察角度无要求，故B错误；偏振片的特点为当偏振片透振方向与偏振光的方向平行时，偏振光可以全部通过偏振片，当偏振片透振方向与偏振光的方向垂直时，偏振光不能通过偏振片，则在中间区域放垂直偏振片和水平偏振片，将两偏振片卷起来，且部分重合，自然光通过两片透振方向互相垂直的偏振片时，光强减弱，形成黑影，看起来就像一块“挡板”，一片偏振片无法完成该魔术，故C、D错误。 7.(多选)旋光仪测糖溶液浓度装置原理是：偏振光通过糖溶液后，迎着光看，偏振方向会以传播方向为轴，旋转一个角度θ，旋转角θ称为“旋光角”，θ的值与糖溶液浓度有关，θ测量值与标准值相比较能确定含糖量，如图所示，S为自然光源，A、B为偏振片，转动B使O处光最强，然后被测样品P置于A、B间，则下列说法中正确的是(　　) A.O处光强明显减弱 B.O处光强不会减弱 C.B转一角度使O处光强最大，B转过的角度等于θ D.A转一角度使O处光强最大，A转过的角度等于θ 答案　ACD 解析　不放样品时，转动B使O处光最强，此时A、B的透振方向相同；放置样品后，由于样品会使经过A的偏振光产生旋转角，所以此时穿过样品的偏振光振动方向与B的透振方向不再平行，O处光强将明显减弱，故A正确，B错误；根据前面分析可知，放入样品后，穿过样品的偏振光振动方向与B的透振方向存在夹角θ，若B转一角度使O处光强最大，则B转过的角度等于θ；同理可知若A转一角度使O处光强最大，则A转过的角度等于θ，故C、D正确。 迁移创新 8.拍摄立体电影时用一台摄影机，让它通过两个窗口(相当于人的双眼)交替拍摄，两套图像交替地印在同一条电影胶片上，放映时用一台放映机，通过左右两个窗口，把两套图像交替地映在银幕上。在每个放映窗口前安装一块偏振片，两个窗口射出的光，通过偏振片后成了偏振光。左右两个窗口前的偏振片的透振方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众眼里，偏振方向不变，观众用偏振眼镜观看时，左眼只看到左窗口映出的画面，右眼只看到右窗口映出的画面，这样就会像直接观看物体那样产生立体感，下列说法正确的是(　　) A.偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向应保持一致 B.偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向互换后不能正常观影 C.只用一只眼睛透过偏振眼镜也可以产生立体感，但是亮度减弱 D.把放映窗口的两个偏振片透振方向改为相互平行，把偏振眼镜两个镜片的透振方向也改为相互平行，并使两者偏振方向一致，也可以正常观影 答案　B 解析　由于影片播放时，投射到银幕上的两束偏振光的振动方向不同，故偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向不同，否则，只能看到一种偏振光，故A错误；由于左眼只能看到左窗口映出的画面(比如左窗口偏振光水平，左眼镜片透振方向水平)，右眼只能看到右窗口映出的画面(比如右窗口偏振光竖直，右眼镜片透振方向竖直)，如果左、右镜片互换，两偏振光均不能通过偏振眼镜，无法正常观影，故B正确；人眼接收到两个偏振方向不同的偏振光，两个像经过大脑综合以后，就能区分物体的前后、远近，从而产生立体感，所以只用一只眼睛透过偏振眼镜不能产生立体感，故C错误；根据上述分析可知，若两个偏振片透振方向改为相互平行，同时把偏振眼镜两个镜片的透振方向也改为相互平行，只能接收到一种偏振光，可以看到影片，但没有立体效果，所以不能正常观影，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司1 / 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