光的偏振

1.通过前面的学习，我们知道光能发生干涉和衍射现象，说明光是什么？2.波按振动方向与传播方向之间的关系可以分为哪几种？说明光具有波动性在纵波中，振动方向跟波的传播方向在同一直线上。在横波中，振动方向垂直于波的传播方向。（但不同的横波，振动方向可以不同）导入新课3.那么，光波（电磁波）是横波，还是纵波呢？光的偏振.教学目标1.知识与能力√了解横波的偏振现象，知道只有横波才有偏振现象。√知道光波是横波.掌握自然光、偏振光（全偏振光、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。√了解光的偏振现象在生活和科学技术中的重要应用。2.过程与方法√掌握利用宏观现象的规律研究微观领域中相似现象的科学研究方法。√通过光的偏振现象的研究，培养学生善于动手动脑、敢于猜想、喜欢探究的学习习惯和科学的思维方法。3.情感态度与价值观√通过“光的偏振现象”的实验探究，懂得科学研究需要实事求是的科学态度和严谨的思维方式。√通过了解光的偏振现象的应用，深切体会科学知识的实用价值和掌握科学知识的人生价值，激发学生热爱科学的情怀和刻苦学习的热情。1.横波与纵波的区别（研究光波的基础）；横波的偏振现象。2.光的偏振现象的实验探究。3.自然光、偏振光、部分偏振光等概念。教学重难点教学重点教学难点1.光的偏振现象的实验探究。2.运用光的偏振现象分析解决问题。一.波的偏振现象二.光的偏振现象三.偏振现象的应用本节导航一.波的偏振现象现在，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）。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。形象说明偏振的原理通光方向腰横别扁担进不了城门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）。2.横波与纵波的区别横波具有偏振现象，纵波不具有这样的特性。这就是横波与纵波的区别。1.波的偏振横波只沿着某一个特定的方向振动这种现象称为波的偏振。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。二.光的偏振现象１.偏振片一种由高分子薄膜制成的光学器件。它只允许沿某个方向振动的光通过，并称这个方向为透振方向。实物示意图箭头表示透振方向光的偏振视频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２.自然光太阳、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.P明甲看到偏振片P是透明的，转动P，透射光的强度不变.3.偏振光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．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．PQ明（弱）转动Q，透射光的强度发生变化，最亮时比光通过一块偏振片P时要弱.最暗时透射光几乎为零.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.光是一种横波PQ暗5.电磁波是横波电磁波中电场强度E和磁感应强度B的振动方向都与电磁波传播方向垂直.光振动沿各个方向均匀分布的光是自然光.光振动沿特定方向的光是偏振光.光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强度E引起的，因此常将E的振动称为光振动。λzyxBE光振动垂直纸面光振动在纸内α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势折射光中平行入射面振动占优势6.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)1210nntgi入射角满足a=900或a=2700时,I光强最弱。a=0或a=1800时,光强最强。讨论：三.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．偏振现象的应用：拍摄不加偏振片拍摄，橱窗中景物模糊不清加偏振片拍摄，景物变清晰（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偏振现象的应用：橱窗设计偏振现象的应用：汽车车灯和窗玻璃上的偏振片在观看立体电影时，观众要戴上一副特制的眼镜，这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片。偏振现象的应用：立体电影现代生活中我们越来越离不开液晶显示技术了，无论是大型的电脑显示器，还是许多人家里购置的液晶电视，或者是已经是被人们广泛使用的手机等手持电子设备都是用液晶显示装置来作为“面子”.而液晶的工作原理就恰好和偏振光有着很大的联系。偏振现象的应用：液晶显示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.一、波的偏振现象只有横波有偏振现象而纵波无偏振问题.二、光的偏振1.自然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。2.偏振片由特殊材料制成的，他上面有一特殊的方向（透振方向），只有振动方向与透振方向平行的光才能通过。课堂小结3.偏振光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．4.光是一种横波5.电磁波是横波电磁波中电场强度E和磁感应强度B的振动方向都与电磁波传播方向垂直.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)1210nntgi入射角满足6.布儒斯特定律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A课堂练习分析：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．