高中物理 第十三章 6 光的偏振教材梳理教案 新人教版選修3-41

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光的偏振 皰丁巧解牛 知識巧學 一、偏振現(xiàn)象 1.偏振現(xiàn)象 如圖13-6-1所示，機械波是橫波時，當質點的振動方向與狹縫平行時，機械波能透過狹縫傳播（圖甲），反之，則不能傳播（圖乙）. 對縱波而言，不管什么情況，縱波總能透過狹縫而傳播（圖丙）. 圖13-6-1 學法一得 橫波只沿著某一個特定的方向振動，稱為波的偏振.只有橫波才有偏振現(xiàn)象，而縱波沒有偏振現(xiàn)象.所以，光是一種橫波. 2.自然光和偏振光 （1）自然光 從普通光源直接發(fā)出的天然光是無數偏振光的無規(guī)則集合，所以直接觀察時不能發(fā)現(xiàn)光強偏于哪一個方向，這種沿著各個方向振動的光波的強度都相同的光叫自然光. 如圖13-6-2所示，普通光源S發(fā)出的光經過偏振片時，后面的光屏是明亮的，說明光透過了偏振片；若轉動偏振片，光屏上亮度不變，說明透過光的強度不變，由此可知，自然光沿著各個方向振動的光波的強度都相同. 圖13-6-2 聯(lián)想發(fā)散 偏振片是由特殊材料制成的，其“狹縫”用肉眼不能看見，它只允許振動方向與“狹縫”平行的光波通過. 深化升華 通過偏振片后，自然光就變成了偏振光. （2）偏振光 只有一個振動方向的光叫偏振光.如經過偏振片后的自然光.若偏振光再經過一個偏振片后，情況會怎樣呢？如圖13-6-3所示，當兩偏振片的“狹縫”平行時，光屏上仍有亮光.當兩偏振片的“狹縫”相互垂直時，透射光的強度幾乎為零，光屏上是暗的，如圖13-6-4所示. 圖13-6-3 圖13-6-4 深化升華 光的偏振現(xiàn)象并不罕見.除了從光源（如太陽、電燈等）直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光，都是偏振光. （3）偏振光的另一種產生方式 自然光射到兩種介質的交界面上，如果光入射的方向合適，使反射光和折射光之間的夾角恰好是90時，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直(如圖13-6-5). 圖13-6-5 二、偏振現(xiàn)象的應用 1.光的偏振現(xiàn)象有很多應用.如在拍攝日落時水面下的景物、池中的游魚、玻璃櫥窗里陳列物的照片時，由于水面或玻璃表面的反射光的干擾，常使景象不清楚，如果在照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片，讓它的透振方向與反射光的偏振方向垂直，就可以減弱反射光而使景象清晰. 2.夜晚行車時，對方照射過來的光很強，若加一個偏振片，可減弱對眼睛的照射. 3.立體電影也是利用了光的偏振原理. 典題熱題 知識點一 偏振和偏振光 例1 有關偏振和偏振光的下列說法中，正確的有( ) A.只有電磁波才能發(fā)生偏振，機械波不能發(fā)生偏振 B.只有橫波能發(fā)生偏振，縱波不能發(fā)生偏振 C.自然界不存在偏振光，自然光只有通過偏振片才能變?yōu)槠窆? D.除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光都是偏振光 解析：只有橫波才能產生偏振現(xiàn)象，而機械能中也有橫波，當然能發(fā)生偏振，A選項錯誤，B選項正確；我們通?？吹降慕^大部分光，都是偏振光.自然光不一定非要通過偏振片才能變?yōu)槠窆?，C選項錯誤，D選項正確. 答案：BD 例2通過一塊偏振片去觀察電燈、蠟燭、月亮、反光的黑板，當以入射光線為軸轉動偏振片時，看到的現(xiàn)象有何不同？ 解析：通過一塊偏振片去觀察電燈、蠟燭時，透射光的強弱不隨偏振片的旋轉而變化，因為燈光、燭光都是自然光，沿各個方向振動的光的強度相同，因此當偏振片旋轉時，透射出來的光波的振動方向雖然改變了但肉眼察覺不到. 月亮和黑板反射的光已經是偏振光，它們通過偏振片透射過來的光線的強弱會隨偏振片的旋轉發(fā)生周期性的變化. 答案：見解析. 方法歸納 正確地區(qū)分自然光和偏振光是回答此題的關鍵. 知識點二 偏振的應用 例3兩個偏振片緊靠在一起，將它們放在一盞燈的前面以致沒有光通過，如果將其中的一片旋轉180，在旋轉過程中，將會產生下述的哪一種現(xiàn)象( ) A.透過偏振片的光強先增強，然后又減弱到零 B.透過的光強先增強，然后減弱到非零的最小值 C.透過的光強在整個過程中都增強 D.透過的光強先增強，再減弱，然后又增強 解析：起偏器和檢偏器的偏振方向垂直時，沒有光通過；偏振方向平行時，光強度達到最大.當其中一個偏振片轉動180的過程中，兩偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通過的光先增強，又減小到零. 答案：A 方法歸納 兩個偏振片緊靠在一起時，第二塊偏振片叫做檢偏器，第一塊偏振片叫做起偏器，檢偏器與起偏器平行時，透過的光最強，而檢偏器與起偏器互相垂直時，透過的光最弱. 問題探究 方案設計探究 問題 光是不是橫波？ 探究過程：1.讓太陽光或燈光通過偏振片，旋轉偏振片，是否可以從偏振片的另一側觀察到光？如果可以，則光的振動方向可能如何？ 當太陽光或燈光通過偏振片時，旋轉偏振片可以從偏振片的另一側觀察到光.光的振動方向在光屏面的各個方向上. 2.在偏振片的后面再放置第二塊偏振片，保持第一塊偏振片位置不動，旋轉第二塊偏振片，從第二塊偏振片后觀察到的現(xiàn)象是什么？ 當第二塊和第一塊偏振片的透振方向一致時，在光屏上得到的光最強.當兩塊偏振片的透振方向垂直時，透射光的強度最弱，幾乎為零. 探究結論:光是橫波.