光的偏振_激光
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(共51张PPT)
引入：
在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在 同一直线上。在横波中，振动方向总是垂直于波 的传播方向，但不同的横波，振动方向可不同。
例如一列横波沿水平方向传播，质点在竖直 平面内可能沿着上下方向振动，也可能沿着左右 方向振动，也可能沿着任何其他方向振动。
当然，对于一个确定的横波，它的振动方向 是确定的。
一、偏振现象
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。
一、偏振现象
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。
一、偏振现象
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）。
形象说明偏振片的原理
形象说明偏振片的原理
通光方向
形象说明偏振片的原理
通光方向
形象说明偏振片的原理
通光方向
形象说明偏振片的原理
通光方向
形象说明偏振片的原理
腰横别扁担进不了城门
通光方向
波只沿着某一特定的方向振动的现象－－偏振现象
只有横波才能发生偏振现象, 纵波不可能发生偏振现象
波只沿着某一特定的方向振动的现象－－偏振现象
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。
播放《光的偏振(二).dat》
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。
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。
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。
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, 透射光的强度为零．
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, 透射光的强度为零．
所以，光是一种横波。
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。
二、偏振现象的应用
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．
（A）
玻璃门表面 的反光很强
（A）
（B）
玻璃门表面 的反光很强
用偏光镜减弱 了反射偏振光
（A）
（B）
（C）
玻璃门表面 的反光很强
用偏光镜减弱 了反射偏振光
用偏光镜消除 了反射偏振光 使玻璃门内的 人物清晰可见
不加偏振片拍摄，橱窗中景物模 糊不清
不加偏振片拍摄，橱窗中景物模 糊不清
加偏振片拍 摄，景物变清晰
偏光镜头
立体电影
【例】两个偏振片紧靠在一起将它们放在一 盏灯的前面以致没有光通过．如果将其中的一片 旋转180度，在旋转过程中，将会产生下述的哪 一种现象（ ） A. 透过偏振片的光强先增强，然后又减少 到零 B. 透过偏振片的光强光增强，然后减少到 非零的最小值 C. 透过偏振片的光强在整个过程中都增强 D. 透过偏振片的光强先增强，再减弱，然 后又增强
【分析】起偏器和检偏器的偏振方向 垂直时，没有光通过；偏振方向平行时， 光强度达到最大当其中一个偏振片转动180 度的过程中，两偏振片的方向由垂直到平 行再到垂直，所以通过的光先增强，又减 小到零，选项A正确．
播放《激光.mp4》
某些物质的原子中的粒子受光或电刺 激，使低能级的原子变成高能级原子，而 辐射出相位、频率、方向等完全相同的 光，这种光叫作激光。
激光的产生原理是利用了物质原子受 激辐射后发生跃迁的特性。
受激辐射
发光有两种形式。自发辐射是发光的一种形 式。除此之外，还有另一种发光形式，那就是受 激辐射。什么是受激辐射呢？就是原来处在高能 级的原子，还可以在其他光子的刺激或感应下， 跃迁到低能级，同时发射出一个同样能量的光子, 由于这一过程是在外来光子的刺激下产生的，所 以叫做受激辐射。有趣的是，新产生的光子与外 来光子具有完全相同的状态，即频率一样、波长 一样、方向一样。
只要产生一次受激辐射，就能使一个 光子变成两个光子，这两个光子又会引起 其他原子发生受激辐射，于是在极短的瞬 间内激发出无以数计的光子，实际上就将 光放大了。在这种情况下，只要辅以必要 的设备，就可以形成具有完全相同频率和 相同方向的光子流，这就是激光。
第一、亮度很高 第二、颜色最纯（频率单一性好） 第三、方向最集中（平行度好） 第四、相干性极好
激光的四大特点互有联系、相辅相成
第一、亮度很高 第二、颜色最纯（频率单一性好） 第三、方向最集中（平行度好） 第四、相干性极好
1. 人造卫星激光测距（SLR）
2. 工业材料的加工
4. 光纤通信
3. 医学应用（光刀）
“魟鱼”激光致盲武器
5. 激光武器
魟鱼（Stingray）系统
美国洛克希德.桑德斯 公司开发的AN/PLQ-5 激光对抗装置. 也是一 种致盲兼软杀伤武器
激光对抗装置
引入：
在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在 同一直线上。在横波中，振动方向总是垂直于波 的传播方向，但不同的横波，振动方向可不同。
例如一列横波沿水平方向传播，质点在竖直 平面内可能沿着上下方向振动，也可能沿着左右 方向振动，也可能沿着任何其他方向振动。
当然，对于一个确定的横波，它的振动方向 是确定的。
一、偏振现象
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。
一、偏振现象
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。
一、偏振现象
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）。
形象说明偏振片的原理
形象说明偏振片的原理
通光方向
形象说明偏振片的原理
通光方向
形象说明偏振片的原理
通光方向
形象说明偏振片的原理
通光方向
形象说明偏振片的原理
腰横别扁担进不了城门
通光方向
波只沿着某一特定的方向振动的现象－－偏振现象
只有横波才能发生偏振现象, 纵波不可能发生偏振现象
波只沿着某一特定的方向振动的现象－－偏振现象
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。
播放《光的偏振(二).dat》
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。
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。
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。
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, 透射光的强度为零．
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, 透射光的强度为零．
所以，光是一种横波。
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。
二、偏振现象的应用
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．
（A）
玻璃门表面 的反光很强
（A）
（B）
玻璃门表面 的反光很强
用偏光镜减弱 了反射偏振光
（A）
（B）
（C）
玻璃门表面 的反光很强
用偏光镜减弱 了反射偏振光
用偏光镜消除 了反射偏振光 使玻璃门内的 人物清晰可见
不加偏振片拍摄，橱窗中景物模 糊不清
不加偏振片拍摄，橱窗中景物模 糊不清
加偏振片拍 摄，景物变清晰
偏光镜头
立体电影
【例】两个偏振片紧靠在一起将它们放在一 盏灯的前面以致没有光通过．如果将其中的一片 旋转180度，在旋转过程中，将会产生下述的哪 一种现象（ ） A. 透过偏振片的光强先增强，然后又减少 到零 B. 透过偏振片的光强光增强，然后减少到 非零的最小值 C. 透过偏振片的光强在整个过程中都增强 D. 透过偏振片的光强先增强，再减弱，然 后又增强
【分析】起偏器和检偏器的偏振方向 垂直时，没有光通过；偏振方向平行时， 光强度达到最大当其中一个偏振片转动180 度的过程中，两偏振片的方向由垂直到平 行再到垂直，所以通过的光先增强，又减 小到零，选项A正确．
播放《激光.mp4》
某些物质的原子中的粒子受光或电刺 激，使低能级的原子变成高能级原子，而 辐射出相位、频率、方向等完全相同的 光，这种光叫作激光。
激光的产生原理是利用了物质原子受 激辐射后发生跃迁的特性。
受激辐射
发光有两种形式。自发辐射是发光的一种形 式。除此之外，还有另一种发光形式，那就是受 激辐射。什么是受激辐射呢？就是原来处在高能 级的原子，还可以在其他光子的刺激或感应下， 跃迁到低能级，同时发射出一个同样能量的光子, 由于这一过程是在外来光子的刺激下产生的，所 以叫做受激辐射。有趣的是，新产生的光子与外 来光子具有完全相同的状态，即频率一样、波长 一样、方向一样。
只要产生一次受激辐射，就能使一个 光子变成两个光子，这两个光子又会引起 其他原子发生受激辐射，于是在极短的瞬 间内激发出无以数计的光子，实际上就将 光放大了。在这种情况下，只要辅以必要 的设备，就可以形成具有完全相同频率和 相同方向的光子流，这就是激光。
第一、亮度很高 第二、颜色最纯（频率单一性好） 第三、方向最集中（平行度好） 第四、相干性极好
激光的四大特点互有联系、相辅相成
第一、亮度很高 第二、颜色最纯（频率单一性好） 第三、方向最集中（平行度好） 第四、相干性极好
1. 人造卫星激光测距（SLR）
2. 工业材料的加工
4. 光纤通信
3. 医学应用（光刀）
“魟鱼”激光致盲武器
5. 激光武器
魟鱼（Stingray）系统
美国洛克希德.桑德斯 公司开发的AN/PLQ-5 激光对抗装置. 也是一 种致盲兼软杀伤武器
激光对抗装置