偏振原理及应用.

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1、光的波动性 光的干涉、衍射 . 光波是横波 光的偏振 . 机械横波与纵波的区别 机械波穿过狭缝 一、横波与偏振现象 2、实验： 取一根软绳，一端固 定在墙上，手持另一 端上下抖动，就在软 绳上形成一列横波. 现在，让软绳穿过一块带有狭缝的木板，如果狭缝与 振动方向平行，则振动可以通过狭缝传到木板的另一 侧（图甲）如果狭缝与振动方向垂直，则振动就被 狭缝挡住而不能向前传播（图乙） 如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧 形成纵波，则无论狭缝怎样放置，弹簧上的纵 波都可以通过狭缝传播到木板的另一侧（如下 图） 受上面实验的启发，我们 可以利用类似的实验来判断光 波是横波还是纵波 偏振片由特定的材

2、料制成，它上面有一个特殊的 方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方 向平行的光波才能通过偏振片偏振片对光波的 作用就像上图中的狭缝对于机械波的作用一样 现在利用偏振片代替上面的带有狭缝的木板，来 做光学实验 点击下图观看动画演示 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. 3、产生上述现象的原因 1、太阳、电灯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

3、种光叫做自然光 . 2、自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之 后，只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的 光波才能通过也就是说，通过第一个偏振片 的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着 一个特定的方向振动这种光叫做偏振光 横波只沿着 某一个特定的方 向振动，称为波 的偏振只有横 波才有偏振现象 3、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片（称 为检偏器）时，如果两个偏振片的透振方向平行，那 么，通过第一个偏振光的振动方向跟第二个偏振片的 透振方向平行，透射光的强度最大 4、如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏 振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂 直，偏振光不能通过第二个偏振片，透射

4、光的 强度为零 所以，光是一种横波 三、偏振光的获取 问题： 如何从普通光源中取得偏振光呢？ 方法： （1）偏振片法 （2）反射折射法 检偏器 检 偏 起偏器 方法： （1）用起偏器获取偏振光 光的偏振现象并不罕见除了从光源（如 太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常 看到的绝大部分光，都是偏振光自然光射到 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 1.一般入射角的情况 反射光 折射光都是部分偏振光 反射光中 垂直入射面振动占优 折射光中 平行入射面振动占优 方法： （2）布儒斯特定律 2.特殊

5、入射角的情况 1 ) 两光偏振状态 反射光 - 完全偏振光 折射光 - 部分偏振光 2 )反射光线与折射光线 垂直 (起偏角或布儒斯特角 ) 入射角满足 3、布儒斯特定律 光在两各向同性介质表面入射时 如果入射角与两介质折射率存在下述关系 反射光成为只有垂直振动的线偏振光 这就是布儒斯特定律 四、偏振光的应用 光的偏振在科学技术及工业生产中有着 广泛的应用。比如在机械工业中，利用偏 振光的干涉来分析机件内部应力分布情况 ，这就是光测弹性力学的课题。在化工厂 里，我们可以利用偏振光测量溶液的浓度 。偏光干涉仪、偏光显微镜在生物学、医 学、地质学等方面有着重要的应用。在航 海、航空方面则制出了偏光

6、天文罗盘。 1汽车车灯 汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为 了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，即不要熄灯，也不要减速，可以保 证安全行车。另外，在阳光充足的白天驾驶汽车 ，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼 的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所 以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方 向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向 偏

7、振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。 2、观看立体电影 在拍摄立体电影时，用两个摄影机，两个摄影 机的镜头相当于人的两只眼睛，它们同时分别拍 下同一物体的两个画像，放映时把两个画像同时 映在银幕上。如果设法使观众的一只眼睛只能看 到其中一个画面，就可以使观众得到立体感。为 此，在放映时，两个放放像机每个放像机镜头上 放一个偏振片，两个偏振片的偏振化方向相互垂 直，观众戴上用偏振片做成的眼镜，左眼偏振片 的偏振化方向与左面放像机上的偏振化方向相同 ，右眼偏振片的偏振化方向与右面放像机上的偏 振化方向相同，这样，银幕上的两个画面分别通 过两只眼睛观察，在人的脑海中就形成立体化的 影像了。 偏光镜

8、头 立体电影 光的偏振现象有很多应用如在拍摄日落 时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里的 陈列物的照片时，由于水面或玻璃表面的反射 光的干扰，常使景像不清楚如果在照相机镜 头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反 射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使 景像清晰 偏振现象的应用：拍摄 （C） 用偏光镜消除了 反射偏振光 使 玻璃门内的人物 清晰可见 （A） 玻璃门表面的 反光很强 （B） 用偏光镜减弱 了反射偏振光 橱窗设计 本堂课小结 一、光的偏振态 自然光、线偏振光、部分偏振光 二、线偏振光的获得 偏振片法、反射和折射法 三、基本物理定律（光强变化） 1. 布儒斯特定律: 2. 马吕斯定律: 四、偏振光的应用实例 立体电影、汽车车灯、生物视觉、激光器的谐振腔、 等等