第06节 光的衍射和偏振:20张PPT

(共20张PPT)
《光的偏振》
教学目标
１、横波与偏振现象
２、光源的偏振状态
（１）线偏振光；　（２）自然光
３、偏振光的获取
４、偏振光的应用
（1）汽车车灯；（2）观看立体电影
（3）生物的生理机能与偏振光
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
只有横波有偏振现象
而纵波无偏振问题
如何检验光的横波性呢？---用偏振片检验
通光方向
通
不通
形象说明偏振片的原理
通光方向
1.
线偏振光　　
线偏振光的图示
也叫面偏振光
偏振光
完全偏振光
二、光源的偏振状态
　2．自然光
普通光源发光：
在垂直传播方向的平面内
各个方向的光振动全有
各个振动方向的强度相等
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
方法：
（1）用起偏器获取偏振光
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天文罗盘。
下面我们介绍几种日常生活中应用偏振光的实例：
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。
a
=0或a
=1800时,
I2=I1光强最强
讨论：
a=900或a=2700时,
I=0光强最弱
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。
偏光镜头
立体电影
3、生物的生理机能与偏振光
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。比如蜜蜂有五支眼、三支复眼、两支复眼，每个复眼包含有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，所以蜜蜂可以准确无误地把它的同类引到它所找到的花丛。
再如在沙漠中，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。
（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