2019-2020学年高中物理 第13章 光 第6节 光的偏振课件 新人教版选修3-4

第十三章光第六节光的偏振※了解偏振现象，知道光是横波※知道自然光与偏振光的区别※了解偏振光的应用1课前预习反馈2课内互动探究3核心素养提升4课内课堂达标5课后课时作业课前预习反馈横波只沿某一特定的________的现象称偏振现象。偏振现象方向振动1．自然光太阳、电灯等普通光源发生的光，包含着在垂直于传播方向上____________________的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都________。这种光是自然光。2．偏振光光在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的________。这种光叫做偏振光。自然光与偏振光沿一切方向振动相同方向振动1．摄影技术中的应用由于水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______________，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以________反射光而使景像清晰。2．偏振片在汽车挡风玻璃上的应用在夜间行车时，迎面开来的车灯眩光常常使司机看不清路面，容易发生事故。如果在每辆车灯玻璃上和司机坐席前面的挡风玻璃上安装一块________，并使它们的透振方向跟水平方向成________角，就可以解决这一问题。3．立体电影立体电影也是利用了光的________原理。偏振光的应用偏振滤光片减弱偏振片45°偏振『判一判』(1)自然光是偏振光。()(2)立体电影利用了光的偏振原理。()(3)自然光是在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。()(4)光的偏振表明光是一种横波。()(5)自然光与偏振光之间可以相互转化。()(6)起偏器和检偏器都是偏振器。()×√×√×√『选一选』(多选)P是一偏振片，P的透振方向(用带箭头的实线表示)为竖直方向。下列四种入射光束中哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光？()A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45°角振动的光解析：只要光的振动方向不与偏振片的透振方向垂直，光都能通过偏振片。太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45°角振动的光均能通过偏振片。ABD『想一想』(现象分析题)通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板，当以入射光线为轴转动偏振片时，看到的现象有何不同？解析：通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化。因为灯光、烛光都是自然光，沿各个方向振动的光的强度相同，因此当偏振片旋转时，透射出来的光波的振动方向虽然改变了(肉眼对此不能感觉)，但光的强弱没有改变。月亮和黑板反射的光已经是偏振光，它们通过偏振片透射过来的光线的强弱会随偏振片的旋转发生周期性的变化。课内互动探究在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，这副眼镜就是一对透振方向相互垂直的偏振片，如果不戴这副眼镜，银幕上的图象就模糊不清了。这是为什么？提示：立体电影的光是偏振光。只有与偏振片透振方向一致的光才能通过。探究对光的偏振现象的理解1．偏振现象(1)波的偏振①狭缝对横波、纵波的影响如果在波的传播方向上放一带狭缝的木板，不管狭缝方向如何，纵波都能自由通过狭缝；对横波，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能毫无阻碍地通过狭缝；当狭缝的方向与质点的振动方向垂直时，横波就不能通过狭缝，这种现象叫做偏振。如图所示。②横波独有的特征偏振现象是横波所特有的，故利用偏振现象可判断一列波是横波还是纵波。2．光的偏振(1)光属于电磁波，是横波，具有偏振性。从普通光源直接发出的光(自然光)，包含在垂直于光的传播方向上一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波是均匀的，不显示偏振性。如图，自然光通过偏振片后变成偏振光，后面的屏是明亮的，转动偏振片时，偏振光的振动方向随之变化，但屏上亮度不变。(2)自然光通过偏振片后，只有振动方向跟透振方向一致的光才能通过。这时的光只沿着一个特定的方向振动，显示偏振性。如图，偏振光经过偏振片时，若光的振动方向与偏振片的“透振方向”平行，屏是亮的；若光的振动方向与偏振片的“透振方向”垂直，屏是暗的；若既不平行也不垂直，屏的亮度介于两者之间，随振动方向与“透振方向”的夹角变大，亮度逐渐变暗。3．自然光与偏振光的比较自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿所有方向，且沿各个方向振动的光强度都相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某一特定方向(与起偏器的偏振方向一致)特别提醒：(1)偏振现象在生活中非常普遍，并不是只有自然光通过偏振片后才变为偏振光，生活中除光源直接发出的光外，我们看到的绝大部分光都是偏振光，如自然光射到水面时的反射和折射光线，尤其是二者互相垂直时，都是典型的偏振光，并且是完全偏振光，振动方向相互垂直。(2)只有横波才能发生偏振现象，光是横波。(2018·浙江省湖州市高二下学期期末)如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧。旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是()A．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变解题指导：(1)思考自然光通过偏振片后有何变化。(2)当P、Q的透振方向平行和垂直时对光有何影响。C解析：白炽灯发出的光为自然光，通过偏振片P后变成偏振光，旋转P，A点光的强度不变；当P与Q的偏振方向一致时，B点光的强度最大。当P与Q的偏振方向垂直时，B点光的强度最小，所以选项C正确。〔对点训练1〕关于自然光和偏振光，下列观点正确的是()A．自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能B．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光C．自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光D．自然光和偏振光都能使感光底片感光解析：光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光，而振动沿着特定方向的光就是偏振光，但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射，所以A错；光的偏振现象并不罕见，除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光，所以B错；光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向无关，所以C错；自然光和偏振光都具有能量，都能使感光片感光，D正确。D核心素养提升偏振光的应用非常广泛。例如(1)在摄影中的应用：在镜头前安装一片偏振滤光片，可以减弱进入镜头的反射光。(2)电子表的液晶显示屏：在两块透振方向垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，可以控制光线显示数字。(3)夜晚行车时，车灯眩光的消除用的就是光的偏振原理。(4)立体电影也利用了光的偏振原理。偏振光的应用(多选)如图所示是立体电影的工作原理图，观众戴上一副特殊的眼镜就能看到由立体电影放出的立体图象。关于立体电影，以下说法正确的是()BDA．观众戴上特制眼镜是为了防止伤害眼睛B．这副眼镜其实就是一对偏振方向互相垂直的偏振片C．戴上特制眼镜的观众若只用一只眼睛看，则银幕上只是一片光亮而无图象D．产生立体视觉是因为人的两只眼睛同时观察物体时，在视网膜上形成的像并不完全相同解析：放立体电影时有左右两架放影机同时工作，如上图所示，在每架放映机前装有一块偏振镜子，其偏振方向互相垂直，因此从放映机前偏振镜射出的两束偏振光的偏振方向互相垂直，这两束偏振光经屏幕反射其偏振方向不改变，观众眼睛所戴的偏振眼镜的两只镜片偏振方向互相垂直，且左眼镜片跟左边放映机前偏振镜的偏振方向一致，这样，左眼只能看到左边放映机映出的画面，右眼只能看到右边放映机映出的画面，两眼看到的画面略有差别，因而产生立体感。因此B、D选项正确。