《《光的偏振》教學(xué)課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《光的偏振》教學(xué)課件（41頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1.通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道光能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，說通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道光能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，說明光是什么？明光是什么？2.波按振動(dòng)方向與傳播方向之間的關(guān)系可以分為哪幾種？波按振動(dòng)方向與傳播方向之間的關(guān)系可以分為哪幾種？說明光具有波動(dòng)性說明光具有波動(dòng)性 在縱波中，振動(dòng)方向跟波的傳播方向在同在縱波中，振動(dòng)方向跟波的傳播方向在同一直線上。一直線上。 在橫波中，振動(dòng)方向垂直于波的傳播方向。（但在橫波中，振動(dòng)方向垂直于波的傳播方向。（但不同的橫波，振動(dòng)方向可以不同）不同的橫波，振動(dòng)方向可以不同）導(dǎo)入新課 3. 那么，光波（電磁波）是那么，光波（電磁波）是橫波，還是縱波呢？橫波，還是縱波呢？光的

2、偏振光的偏振.教學(xué)目標(biāo)1. 知識(shí)與能力知識(shí)與能力 了解橫波的偏振現(xiàn)象，知道只有橫波才有偏振了解橫波的偏振現(xiàn)象，知道只有橫波才有偏振現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 知道光波是橫波知道光波是橫波. .掌握自然光、偏振光（全偏掌握自然光、偏振光（全偏振光、部分偏振光）等概念。振光、部分偏振光）等概念。 知道反射光和折射光都是不同程度的偏振光。知道反射光和折射光都是不同程度的偏振光。了解光的偏振現(xiàn)象在生活和科學(xué)技術(shù)中的重要了解光的偏振現(xiàn)象在生活和科學(xué)技術(shù)中的重要應(yīng)用。應(yīng)用。2.過程與方法過程與方法 掌握利用宏觀現(xiàn)象的規(guī)律研究微觀領(lǐng)域中掌握利用宏觀現(xiàn)象的規(guī)律研究微觀領(lǐng)域中相似現(xiàn)象的科學(xué)研究方法。相似現(xiàn)象的科學(xué)研究方法。

3、通過光的偏振現(xiàn)象的研究，培養(yǎng)學(xué)生善于通過光的偏振現(xiàn)象的研究，培養(yǎng)學(xué)生善于動(dòng)手動(dòng)腦、敢于猜想、喜歡探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣動(dòng)手動(dòng)腦、敢于猜想、喜歡探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣和科學(xué)的思維方法。和科學(xué)的思維方法。 3.情感態(tài)度與價(jià)值觀情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過通過“光的偏振現(xiàn)象光的偏振現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)探究，懂得科的實(shí)驗(yàn)探究，懂得科學(xué)研究需要實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方學(xué)研究需要實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式。式。 通過了解光的偏振現(xiàn)象的應(yīng)用，深切體會(huì)科通過了解光的偏振現(xiàn)象的應(yīng)用，深切體會(huì)科學(xué)知識(shí)的實(shí)用價(jià)值和掌握科學(xué)知識(shí)的人生價(jià)值，學(xué)知識(shí)的實(shí)用價(jià)值和掌握科學(xué)知識(shí)的人生價(jià)值，激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)的情懷和刻苦學(xué)習(xí)的熱情。激發(fā)學(xué)生熱

4、愛科學(xué)的情懷和刻苦學(xué)習(xí)的熱情。 1.橫波與縱波的區(qū)別（研究光波的基礎(chǔ)）；橫波與縱波的區(qū)別（研究光波的基礎(chǔ)）；橫波的偏振現(xiàn)象。橫波的偏振現(xiàn)象。 2.光的偏振現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究。光的偏振現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究。 3.自然光、偏振光、部分偏振光等概念。自然光、偏振光、部分偏振光等概念。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)1.光的偏振現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究。光的偏振現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究。2.運(yùn)用光的偏振現(xiàn)象分析解決問題。運(yùn)用光的偏振現(xiàn)象分析解決問題。本節(jié)導(dǎo)航 現(xiàn)在，讓軟繩穿過一塊帶有狹縫的木板，如現(xiàn)在，讓軟繩穿過一塊帶有狹縫的木板，如果狹縫與振動(dòng)方向平行，則振動(dòng)可以通過狹縫傳果狹縫與振動(dòng)方向平行，則振動(dòng)可以通過狹縫傳到木

5、板的另一側(cè)（圖甲）如果狹縫與振動(dòng)方向到木板的另一側(cè)（圖甲）如果狹縫與振動(dòng)方向垂直，則振動(dòng)就被狹縫擋住而不能向前傳播（圖垂直，則振動(dòng)就被狹縫擋住而不能向前傳播（圖乙）。乙）。 取一根軟繩，取一根軟繩，一端固定在墻上，一端固定在墻上，手持另一端上下抖手持另一端上下抖動(dòng)，就在軟繩上形動(dòng)，就在軟繩上形成一列橫波。成一列橫波。形象說明偏形象說明偏振的原理振的原理通光方向通光方向腰橫別扁擔(dān)進(jìn)不了城門腰橫別扁擔(dān)進(jìn)不了城門 如果將這根繩換成細(xì)軟的彈簧，前如果將這根繩換成細(xì)軟的彈簧，前后推動(dòng)彈簧形成縱波，則無論狹縫怎樣后推動(dòng)彈簧形成縱波，則無論狹縫怎樣放置，彈簧上的縱波都可以通過狹縫傳放置，彈簧上的縱波都可以通

6、過狹縫傳播到木板的另一側(cè)（如下圖）。播到木板的另一側(cè)（如下圖）。2.橫波與縱波的區(qū)別橫波與縱波的區(qū)別橫波具有偏振現(xiàn)象，縱波不具有這樣的特橫波具有偏振現(xiàn)象，縱波不具有這樣的特性。這就是橫波與縱波的區(qū)別。性。這就是橫波與縱波的區(qū)別。1.波的偏振波的偏振橫波只沿著某一個(gè)特定的方向振動(dòng)這橫波只沿著某一個(gè)特定的方向振動(dòng)這種現(xiàn)象稱為波的偏振。種現(xiàn)象稱為波的偏振。 受上面實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，我們可以利用類似的受上面實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，我們可以利用類似的實(shí)驗(yàn)來判斷光波是橫波還是縱波。實(shí)驗(yàn)來判斷光波是橫波還是縱波。偏振片由特定的材料制成，它上面有一偏振片由特定的材料制成，它上面有一個(gè)特殊的方向（叫做透振方向），只有振動(dòng)個(gè)特殊的

7、方向（叫做透振方向），只有振動(dòng)方向與透振方向平行的光波才能通過偏振片方向與透振方向平行的光波才能通過偏振片。偏振片對(duì)光波的作用就像上圖中的狹縫對(duì)。偏振片對(duì)光波的作用就像上圖中的狹縫對(duì)于機(jī)械波的作用一樣。于機(jī)械波的作用一樣。 現(xiàn)在利用偏振片代替上面的帶有狹縫現(xiàn)在利用偏振片代替上面的帶有狹縫的木板，來做光學(xué)實(shí)驗(yàn)。的木板，來做光學(xué)實(shí)驗(yàn)。 .偏振片偏振片 一種由高分子薄膜制成的光學(xué)器件。它一種由高分子薄膜制成的光學(xué)器件。它光的偏振視頻光的偏振視頻當(dāng)只有一塊偏振片當(dāng)只有一塊偏振片時(shí)，以光的傳播方向?yàn)闀r(shí)，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片，透射光軸旋轉(zhuǎn)偏振片，透射光的強(qiáng)度不變。的強(qiáng)度不變。 當(dāng)兩塊偏振片的透振當(dāng)

8、兩塊偏振片的透振方向平行時(shí)，透射光的方向平行時(shí)，透射光的強(qiáng)度最大，但是，比通強(qiáng)度最大，但是，比通過一塊偏振片時(shí)要弱。過一塊偏振片時(shí)要弱。 當(dāng)兩塊偏振片的透振當(dāng)兩塊偏振片的透振方向垂直時(shí)，透射光的方向垂直時(shí)，透射光的強(qiáng)度最弱，幾乎為零。強(qiáng)度最弱，幾乎為零。.自然光自然光 太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同這種光叫著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同這種光叫做自然光做自然光 . .P明明甲甲看到偏振片看到偏振片P是透是透明的，轉(zhuǎn)動(dòng)明的，轉(zhuǎn)動(dòng)P，透

9、，透射光的強(qiáng)度不變射光的強(qiáng)度不變. 3.偏振光偏振光自然光通過第一個(gè)偏振片（叫做起偏器）自然光通過第一個(gè)偏振片（叫做起偏器）之后，只有振動(dòng)方向跟偏振片的透振方向一致之后，只有振動(dòng)方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通過也就是說，通過第一個(gè)偏振的光波才能通過也就是說，通過第一個(gè)偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個(gè)特定的方向振動(dòng)這種光叫做偏振光著一個(gè)特定的方向振動(dòng)這種光叫做偏振光通過第一個(gè)偏振片的偏振光再通過第二個(gè)通過第一個(gè)偏振片的偏振光再通過第二個(gè)偏振片（稱為檢偏器）時(shí)，如果兩個(gè)偏振片的偏振片（稱為檢偏器）時(shí)，如果兩個(gè)偏振片的透振方向平行，那

10、么，通過第一個(gè)偏振光的振透振方向平行，那么，通過第一個(gè)偏振光的振動(dòng)方向跟第二個(gè)偏振片的透振方向平行，透射動(dòng)方向跟第二個(gè)偏振片的透振方向平行，透射光的強(qiáng)度最大光的強(qiáng)度最大P Q 明明（弱）（弱）轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)Q，透射光的，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化，強(qiáng)度發(fā)生變化，最亮?xí)r比光通過最亮?xí)r比光通過一塊偏振片一塊偏振片P時(shí)要時(shí)要弱弱.最暗時(shí)透射光最暗時(shí)透射光幾乎為零幾乎為零.如果兩個(gè)偏振片的透振方向垂直，那么，如果兩個(gè)偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振動(dòng)方向跟第二個(gè)偏振片的透振方向偏振光的振動(dòng)方向跟第二個(gè)偏振片的透振方向垂直，偏振光不能通過第二個(gè)偏振片，透射光垂直，偏振光不能通過第二個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度為零的

11、強(qiáng)度為零 4.光是一種橫波光是一種橫波P Q 暗暗 5.電磁波是橫波電磁波是橫波 電磁波中電場強(qiáng)度電磁波中電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的振動(dòng)方向的振動(dòng)方向都與電磁波傳播方向垂直都與電磁波傳播方向垂直.光振動(dòng)沿各個(gè)方光振動(dòng)沿各個(gè)方向均勻分布的光向均勻分布的光是自然光是自然光.光振動(dòng)沿特定方光振動(dòng)沿特定方向的光是偏振光向的光是偏振光. 光波的感光作用和生理作用等主要是由電場強(qiáng)光波的感光作用和生理作用等主要是由電場強(qiáng)度度E引起的，因此常將引起的，因此常將E的振動(dòng)稱為光振動(dòng)。的振動(dòng)稱為光振動(dòng)。 zyx BE光振動(dòng)垂直紙面光振動(dòng)垂直紙面光振動(dòng)在紙內(nèi)光振動(dòng)在紙內(nèi)光的偏振現(xiàn)象并不罕見除了從光源（如光

12、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，我們通常太陽、電燈等）直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光，都是偏振光自然光射到看到的絕大部分光，都是偏振光自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光入射的方向合適，兩種介質(zhì)的界面上，如果光入射的方向合適，使反射光與折射光之間的夾角恰好是使反射光與折射光之間的夾角恰好是90，這，這時(shí)，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振時(shí)，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直方向互相垂直（1）一般入射角的情況）一般入射角的情況反射光反射光 折射光都是折射光都是部分偏振光部分偏振光 反射光中反射光中 垂直入射面振動(dòng)占優(yōu)勢垂直入射面振動(dòng)占優(yōu)

13、勢折射光中折射光中平行入射面振動(dòng)占優(yōu)勢平行入射面振動(dòng)占優(yōu)勢6.布儒斯特定律布儒斯特定律（2）特殊入射角的情況）特殊入射角的情況1 ) 兩光偏振狀態(tài)兩光偏振狀態(tài)反射光反射光 - 完全偏振光完全偏振光折射光折射光 - 部分偏振光部分偏振光2 )反射光線與折射反射光線與折射光線垂直光線垂直( (起偏角起偏角或或布儒斯特角布儒斯特角 ) )1210nntgi入射角滿足入射角滿足 a=900或或a=2700時(shí)時(shí), I光光強(qiáng)最弱強(qiáng)最弱 。a =0或或a =1800時(shí)時(shí), 光光強(qiáng)最強(qiáng)。強(qiáng)最強(qiáng)。討論： 光的偏振現(xiàn)象有很多應(yīng)用如在拍攝日落時(shí)光的偏振現(xiàn)象有很多應(yīng)用如在拍攝日落時(shí)水面下的景物、池中的游魚、玻璃櫥窗里

14、的陳列水面下的景物、池中的游魚、玻璃櫥窗里的陳列物的照片時(shí)，由于水面或玻璃表面的反射光的干物的照片時(shí)，由于水面或玻璃表面的反射光的干擾，常使景像不清楚如果在照相機(jī)鏡頭前裝一擾，常使景像不清楚如果在照相機(jī)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像清晰方向垂直，就可以減弱反射光而使景像清晰偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：拍攝拍攝不加偏振片拍攝，不加偏振片拍攝，櫥窗中景物模糊不清櫥窗中景物模糊不清加偏振片拍攝，加偏振片拍攝，景物變清晰景物變清晰（C）用偏光鏡用偏光鏡消除消除了反射偏了反射偏振光振光 使玻璃門內(nèi)的人使

15、玻璃門內(nèi)的人物清晰可見物清晰可見（A）玻璃門表面的玻璃門表面的反光很強(qiáng)反光很強(qiáng)（B）用偏光鏡用偏光鏡減弱減弱了反射偏振光了反射偏振光偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：櫥窗設(shè)計(jì)櫥窗設(shè)計(jì)偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：汽車車燈和窗玻璃上汽車車燈和窗玻璃上的偏振片的偏振片 在觀看立體電影時(shí)，觀眾要戴上一副特制在觀看立體電影時(shí)，觀眾要戴上一副特制的眼鏡，這副眼鏡就是一對(duì)透振方向互相垂直的眼鏡，這副眼鏡就是一對(duì)透振方向互相垂直的偏振片。的偏振片。偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：偏振現(xiàn)象的應(yīng)用： 立體電影立體電影 現(xiàn)代生活中我們越來越離不開液晶顯示技術(shù)了，現(xiàn)代生活中我們越來越離不開液晶顯示技術(shù)了，無論是大型的電腦顯示器，還

16、是許多人家里購置的液無論是大型的電腦顯示器，還是許多人家里購置的液晶電視，或者是已經(jīng)是被人們廣泛使用的手機(jī)等手持晶電視，或者是已經(jīng)是被人們廣泛使用的手機(jī)等手持電子設(shè)備都是用液晶顯示裝置來作為電子設(shè)備都是用液晶顯示裝置來作為“面子面子”. .而液晶而液晶的工作原理就恰好和偏振光有著很大的聯(lián)系。的工作原理就恰好和偏振光有著很大的聯(lián)系。 偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：液晶顯示液晶顯示 生物的生理機(jī)能與偏振光生物的生理機(jī)能與偏振光 人的眼睛對(duì)光的偏振狀態(tài)是不能分辨的，人的眼睛對(duì)光的偏振狀態(tài)是不能分辨的，但某些昆蟲的眼睛對(duì)偏振卻很敏感但某些昆蟲的眼睛對(duì)偏振卻很敏感.比如蜜蜂比如蜜蜂有五支眼、三支復(fù)眼、

17、兩支復(fù)眼，每個(gè)復(fù)眼有五支眼、三支復(fù)眼、兩支復(fù)眼，每個(gè)復(fù)眼包含有包含有6300個(gè)小眼，這些小眼能根據(jù)太陽的個(gè)小眼，這些小眼能根據(jù)太陽的偏光確定太陽的方位，然后以太陽為定向標(biāo)偏光確定太陽的方位，然后以太陽為定向標(biāo)來判斷方向，所以蜜蜂可以準(zhǔn)確無誤地把它來判斷方向，所以蜜蜂可以準(zhǔn)確無誤地把它的同類引到它所找到的花叢的同類引到它所找到的花叢. 再如在沙漠中，如果不帶羅盤，人是會(huì)再如在沙漠中，如果不帶羅盤，人是會(huì)迷路的，但是沙漠中有一種螞蟻，它能利用迷路的，但是沙漠中有一種螞蟻，它能利用天空中的紫外偏光導(dǎo)航，因而不會(huì)迷路天空中的紫外偏光導(dǎo)航，因而不會(huì)迷路.一、波的偏振現(xiàn)象一、波的偏振現(xiàn)象 只有橫波有偏振現(xiàn)

18、象只有橫波有偏振現(xiàn)象 而縱波無偏振問題而縱波無偏振問題. .二、光的偏振二、光的偏振 1.自然光自然光 在垂直傳播方向的平面內(nèi)，各個(gè)方向的光振動(dòng)全在垂直傳播方向的平面內(nèi)，各個(gè)方向的光振動(dòng)全有，各個(gè)振動(dòng)方向的強(qiáng)度相等有，各個(gè)振動(dòng)方向的強(qiáng)度相等 。2.偏振片偏振片 由特殊材料制成的，他上面有一特殊的方向（透由特殊材料制成的，他上面有一特殊的方向（透振方向），只有振動(dòng)方向與透振方向平行的光才振方向），只有振動(dòng)方向與透振方向平行的光才能通過。能通過。課堂小結(jié) 3.偏振光偏振光自然光通過第一個(gè)偏振片自然光通過第一個(gè)偏振片（叫做起偏器）叫做起偏器）之后，只有振動(dòng)方向跟偏振片的透振方向一致之后，只有振動(dòng)方向

19、跟偏振片的透振方向一致的光波才能通過也就是說，通過第一個(gè)偏振的光波才能通過也就是說，通過第一個(gè)偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿只沿著一個(gè)特定的方向振動(dòng)這種光叫做偏振光著一個(gè)特定的方向振動(dòng)這種光叫做偏振光 4.光是一種橫波光是一種橫波5.電磁波是橫波電磁波是橫波 電磁波中電場強(qiáng)度電磁波中電場強(qiáng)度E E和磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的振動(dòng)方向的振動(dòng)方向都與電磁波傳播方向垂直都與電磁波傳播方向垂直. .1 ) 兩光偏振狀態(tài)兩光偏振狀態(tài)反射光反射光 - 完全偏振光完全偏振光折射光折射光 - 部分偏振光部分偏振光2 )2 )反射光線與折射反射光線與折射光線

20、垂直光線垂直( (起偏角起偏角或或布儒斯特角布儒斯特角 ) )1210nntgi入射角滿足入射角滿足6.布儒斯特定律布儒斯特定律 兩個(gè)偏振片緊靠在一起將它們放在一盞燈的前面兩個(gè)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(zhuǎn)以致沒有光通過如果將其中的一片旋轉(zhuǎn)180度，在度，在旋轉(zhuǎn)過程中，將會(huì)產(chǎn)生下述的哪一種現(xiàn)象（旋轉(zhuǎn)過程中，將會(huì)產(chǎn)生下述的哪一種現(xiàn)象（ ）A.透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，然后又減少到零透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，然后又減少到零B.透過偏振片的光強(qiáng)光增強(qiáng)，然后減少到非零的最小透過偏振片的光強(qiáng)光增強(qiáng)，然后減少到非零的最小值值C.透過偏振片的光強(qiáng)在整個(gè)過程中都增強(qiáng)透過偏振片的光強(qiáng)在整個(gè)過程中都增強(qiáng)D.透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，再減弱，然后又增強(qiáng)透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，再減弱，然后又增強(qiáng)A課堂練習(xí)分析：起偏器和檢偏器的偏振方向垂直時(shí)，分析：起偏器和檢偏器的偏振方向垂直時(shí)，沒有光通過；偏振方向平行時(shí)，光強(qiáng)度達(dá)沒有光通過；偏振方向平行時(shí)，光強(qiáng)度達(dá)到最大當(dāng)其中一個(gè)偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)到最大當(dāng)其中一個(gè)偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)180度的過度的過程中，兩偏振片的方向由垂直到平行再到程中，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(qiáng)，又減小到零，垂直，所以通過的光先增強(qiáng)，又減小到零，選項(xiàng)選項(xiàng)A正確正確