选修3-4 光的偏振
高中物理选修3-4光的偏振
光的偏振●教课目的一、知识目标1. 经过实验，认识振动中的偏振现象，知道只有横波有偏振现象.2. 认识偏振光和自然光的差别，从光的偏振现象知道光是横波.3. 认识平时有到的光多半是偏振光，认识偏振光在生产生活中的一些应用.二、能力目标1. 经过机械波的偏振实验和光的偏振实验掌握类比研究物理问题的方法.2. 经过对光的偏振应用的学习，提升应用知识解决实质问题的能力.三、德育目标经过课外活动察看光的偏振现象培育学生联系实质学习物理的观点和习惯.●教课要点光的偏振实验的察看和剖析.●教课难点光振动与自然光和偏振光的联系.●教课方法经过实验现象使学生认清机械波中横波的偏振现象，再经过机械波与光波的类比，实现轻松过渡，形成观点明确规律，并在应用中深入知识的理解.●教课器具柔嫩的长绳一根，带有狭缝的木板两块，金饰的弹簧一根，电气石晶体薄片或人造偏振片两片，投影仪 .●课时安排1课时●教课过程一、引入新课（一）复习横波和纵波的观点［师］请同学们回想一下机械波一节内容，举例谈谈什么是横波？什么是纵波？［生］振动方向和流传方向垂直的波叫横波，颤动水平软绳时产生的波就是横波，振动方向和流传方向一致的波叫纵波，像水平悬挂的弹簧一端振动时形成的沿弹簧流传的波 .［师］经过前几节课的学习，我们知道光拥有颠簸性，那么光波终究是横波还是纵波呢？我们先经过一个实验来看看怎么判断一种波是横波仍是纵波.（二）偏振现象［演示一］介绍课本图 20—17 装置，教师演示，指引学生认真察看波传到狭缝时的状况，看波可否经过狭缝传到木板的另一侧 .［师］请一位同学来表述一下看到的现象.［生］对绳上形成的横波，当狭缝与振动方向一致时，波不受阻挡，能经过狭缝，而当狭缝与振动方向垂直时，波被狭缝挡住，不可以经过狭缝传到木板另一端，对弹簧上形成的纵波，不论狭缝如何搁置，弹簧上疏密相间的波均能顺利经过狭缝流传到木板另一侧 .［师］表达得不错，还有同学要增补吗？［生］在绳上横波流传过程中，当狭缝既不与振动方向平行也不与振动方向垂直时，有部分振动能经过狭缝 .［师］很好 . 横波的这类现象称为偏振现象，大家看到，纵波不会发生偏振现象，依据能否能发生偏振，我们能够判断一个机械波是横波仍是纵波 . 固然这类方法对判断机械波并不是必需，但我们能够借助这类方法来判断光波是横波仍是纵波.二、新课教课（一）光的偏振［演示二］（教师介绍装置，重申起偏器 P 和检偏器 Q的作用，演示同时指引学生认真察看跟着检偏器 Q的转动屏上光照强度的变化）［师］请大家看这个薄片，它在我们这个演示实验中的作用与前方的带有狭缝的木板近似，它上边有一个特别的方向称透振方向，只有振动方向与透振方向平行的光波才能透过偏振片，下边请大家认真察看.［现象 1］用一个起偏器察看自然光，偏振片是透明的，以光的流传方向为轴旋转 P 时，透射光强度不变 . ［投影］［师］同学们能由此获得什么结论吗？［生］光是纵波 .［师］怎么获得这个结论的呢？［生］与前方纵波实验类比获得的.［师］大家有没有考虑过若是波是横波并且沿各个方向都有振动的状况呢？（学生沉默，教师持续演示）［现象 2］加上检偏器 Q，当 Q的透振方向与 P 的透振方向一致时，透射光强度最大 . ［投影］［现象 3］以光流传方向为轴旋转时，透射光强度减弱. 当 Q与 P 透振方向垂直时，屏上最暗，光强几乎为零.［投影］［师］此刻大家能判断光是横波仍是纵波了吗？［生］能，是横波 .［师］那现象 1 是怎么回事呢？本来，我们这里用的太阳光源包括了垂直于传播方向上沿全部方向振动的光，并且各个方向振动的光波强度都同样，这类光叫自然光 . 经过起偏器后，这类光就成了偏振光，它只好沿某一特定方向振动.［师］哪位同学能来解说方才我们看到的三个现象呢？（学生基本上能依据与机械波类比解说实验现象，并明确光是一种横波.)（二）光振动图 20— 23［师］（投影右图）光是电磁波，从上图我们看到电场强度 E 和磁感觉强度B 的振动方向都与电磁波的流传方向垂直 . 而 E 的感光振动和生理作用是主要的， E 的振动称为光振动，上边提到的阳光等自然光，光振动沿各个方向是平均散布的，经过起偏器后光振动就只好沿透振方向振动成为偏振光 .（三）光的偏振现象的应用［师］其实，除了从太阳、电灯这样一些从光源直接发出的光外，往常看到的绝大多半光都是偏振光，请大家看课本图20— 20，在这里反射光和折射光都是偏振光，且二者偏振方向互相垂直.［投影］光的偏振现象的应用1.偏振滤光片2.车灯玻璃和挡风玻璃3.偏光眼镜（观看立体电影或立体电视）（指引学生剖析这些应用的原理，鼓舞学生从生产生活中查找偏振应用实例，条件允许还可教课生自制偏振片）三、小结（投影）演示实验，认识了机械波中横波的偏振现象类比实验，认识了光的偏振现象以及自然光与偏振光本节课我们经过剖析，理解了光是横波实例研究，认识了光的偏振现象的应用四、部署作业1.什么是自然光？什么是偏振光？为何说光是横波？2.阅读课后“阅读资料” 《立体电影与偏振》五、板书设计光的偏振一、偏振现象实验 1：甲：波经过狭缝乙：波不可以经过狭缝现象甲→乙转动中有部分波能经过狭缝丙：波能经过狭缝横波能发生偏振现象结果纵波不可以二、波的偏振实验 2：甲：光能经过P，转动 P 屏上光强不变乙：光能经过透振方向相互平行的P、Q丁：光不可以经过透振方向相互垂直的PQ乙→丁 Q转动过程中屏上光强变暗结果：太阳光是自然光经过起偏器后能产生偏振现象结论：光是横波三、光振动 E 矢量方向的振动四、光的偏振现象的应用（见投影）。
鲁科版高中物理选修3-4光的偏振教案
光的偏振一、知识点梳理1、自然光和偏振光的定义（1）光的偏振偏振光：自然光通过偏振片后，在垂直于传播方向的平面上，只沿一个特定的方向振动，叫偏振光。
①光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波。
各种电磁波中电场E的方向、磁场B的方向和电磁波的传播方向之间，两两互相垂直。
②光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E引起的，因此将E的振动称为光振动。
③自然光。
太阳、电灯等普通光源直接发出的光，包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫自然光。
自然光射到两种介质的界面上，如果光的入射方向合适，使反射和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光，且它们的偏振方向互相垂直。
我们通常看到的绝大多数光都是偏振光。
光振动垂直纸光振动在纸面2、偏振光的产生方式：（1）偏振光的理论意义（2）应用：利用偏振滤光片摄影、观看立体电影等。
3、激光（1）激光的定义：（2）激光的特点及应用：①频率单一；②相干性好；③平行度好（方向性好）；④亮度高（能在很小空间、很短时问内集中很大的能量）。
二、精选例题【例1】有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有（BD）A.只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振B.只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振C.自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光D.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解：机械能中的横波能发生偏振。
自然光不一定非要通过偏振片才能变为偏振光。
本题应。
【例2】.下列有关光现象的说法中正确的是（AC ）A．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄C．光异纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大D．光的偏振现象说明光是一种纵波。
高中物理选修3---4第十三章第六节《光的偏振》新课教学课件
【例题】如图，P是一偏振片，P的透振方向。下列入 射光中，哪几种照射时，能在P的后方观察到透射光
（ABD ）
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
【例题】 在杨氏干涉实验中，在它的双缝后 面各置一个偏振片，如果两个偏振片的透振 方向相互垂直，则（ D ） A 光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减 少 B 光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增 加 C 干涉条纹消失，光屏上一片黑暗 D 干涉条纹消失，但仍有光照到光屏上
用偏光镜消除了反射偏振光 使玻璃门内的人物清晰可见
【例题】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）
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
3.结论： 光的偏振现象说明光是一种波，并且是横波。
五、光的偏振现象的应用：
1.完全偏振：
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 是偏振光，叫完全偏振．
部分通过了狭缝。
问题4：让一根弹簧穿过带有狭缝的木板，将木板 缓慢旋转，你看到了什么现象？
※无论狭缝怎样放置，木板对波的振动形式都
没有阻碍，都能全部通过狭缝。
一、偏振现象：
1.定义：同一列横波的振动方向一定处在与波传播 方向垂直的平面内的某一确定的方向，这种现象叫 偏振现象．
高二物理选修3-4第十三章：13.6光的偏振(共21张PPT)
2020/6/21
探究二：灯光所发出的光有何特点
实验四：用2个偏振片观察灯光，一个偏振片不 动，转动另一个偏振片能观察到什么现象？
偏振光:通过偏振片后的光波，在垂直于传播 方向的平面上，沿着某个特定的方向振动
2020/6/21
探究一：光是什么波
实验一：用一个偏振片仔细观察光，转动偏 振片能观察到什么现象？
2020/6/21
探究一：光是什么波
实验二：用2个偏振片仔细观察光，转动其 中一个，能观察到什么现象？
光是一种横波
2020/6/21
探究二：灯光所发出的光有何特点
实验三：用一个偏振片仔细观察灯光，转动 偏振片能观察到什么现象？
2020/6/21
2020/6/21
2020/6/21
光的偏振是横波特有的
2020/6/21
探究一：光是什么波
惠更斯最早猜想光是一种纵波，托马斯.杨 等认为光是一种横波，但是他们都缺乏充足 的实验事实。
2020/6/21
偏振片：由特 定的材料制成， 它上面有一个 特定的方向， 只沿着这个方 向振动的光波 才能通过偏振 片
2020/6/21
用偏振片减弱了反射 偏振光
2020/6/21
光的偏振现象的应用
某同学暑假外出旅游，因为天气炎热，一直 戴着墨镜，结果在拍景色时，忘记摘掉墨镜， 为了拍到更好的景色，一直在转动相机构图， 发现显示屏突然暗了，这是为什么？
2020/6/21
光的偏振现象的应用
夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽 车司机照射得睁不开眼睛，严重影响行车安 全，请根据所学的知识，对汽车的灯罩进行 设计。
人教版高中物理选修3-4 13.6光的偏振(共56张PPT)
光能否发生偏振现象
猜想
光是横波还是纵波？
若光是横波
若光是纵波
光能否发生偏振现象 实验：让太阳光或灯光通过偏振片P
P
P
P
P
P
P
P
P
光能否发生偏振现象
现象：旋转偏振片，屏上的亮度不变
？
没有出现偏振现象
光不是横波
光能否发生偏振现象
实验：让光源的光通过两片偏振片 观察屏上光强变化
现象：光通过第一片偏振片后再转动第二片 偏振片，光的强弱会发生变化。
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。
偏振眼镜
偏振眼镜由偏振膜与眼镜片胶合成的偏振眼镜片装上眼镜架而成。
偏振膜是偏振眼镜的核心部件，偏振眼镜的功能，主要取决于偏振膜。
偏振眼镜
眩光（光亮耀眼的光）往往是由各种光滑表面反射而来的镜式反射光和 由粗糙表面反射来的漫反射光重叠而成的。
未加偏振片拍摄的照片
加偏振片拍摄的照片
偏振现象的应用——偏振光照灯
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个偏振 片，并使它们的透振方向都沿同一方向与水平方向成45°角。
这时，司机从前窗只能看到自己的车 灯发出的光，而看不到对面车灯的光 。 当汽车在夜间行驶时，可避免对面车 灯造成的视觉眩晕，保证行车安全。
其中漫反射光是极不规则的，它们及其复杂地自行交错 叠加，因此本质是一种非偏振光，然而镜式反射光是经 平面反射而成的，它至少已经是部分偏振化了。
大部分天然眩光都是从水平的平面（如水泥路面、水 面、沙漠、桌面、玻璃台板、纸面等）或垂直平面（ 如黑板、窗户、玻璃、荧光屏等）反射而来。
高中物理 13.6《光的偏振》课件 新人教选修34(通用)
讨论：
a 0或a 1800时, I2I1光强最强
a900或a2700时, I0光强最弱
另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻 璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波， 所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此， 只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的 散射光。
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高中物理人教版(选修3-4)第十三章光第6节光的偏振+课件(46张)
雨后出现在天空中的彩虹
花园里喷淋器旁的彩虹
影机，两个摄影机的镜头相当于人的两只眼睛，它 们同时分别拍下同一物体的两个画像，放映时把两 个画像同时映在银幕上。如果设法使观众的一只眼 睛只能看到其中一个画面，就可以使观众得到立体 感。为此，在放映时，两个放像机每个放像机镜头 上放一个偏振片，两个偏振片的偏振化方向相互垂 直，观众戴上用偏振片做成的眼镜，左眼偏振片的 偏振化方向与左面放像机上的偏振化方向相同，右 眼偏振片的偏振化方向与右面放像机上的偏振化方 向相同，这样，银幕上的两个画面分别通过两只眼 睛观察，在人的脑海中就形成立体化的影像了。
1.自然光:由光源(太阳、电灯等）直接发光而来。 特 点：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的 光,且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
新课内容
三、自然光与偏振光的区别
2.偏振光:在垂直于传播方向的平面上，沿着某个 特定的方向振动的光叫做偏振光。
自然光
偏振光
起偏器
说 明：
（1）我们通常看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光 。 （2）自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射 光和折射光都是偏振光。 （3）入射角变化时偏振的 程度也有变化。
1.只有横波才有偏振现象 2.自然光 偏振光 光振动 3.光的偏振现象说明光是横波 4.实验中起偏器、检偏器的作用 5. 光的偏振现象的应用
结束
练习
1.如图所示，让太阳光通过遮光板M 中的小孔S ， 在M的右方放一偏振片P ，P 的右方再放一光屏Q ，现 以光的传播方向为轴逐渐旋转偏振片P ，关于屏Q 上
c 光的亮度变化情况，下列说法中正确的是（ ）
S
A、先变亮后变暗
B、先变暗后变亮 C、亮度不变
MP
最新人教版高中物理选修3-4第十三章《光的偏振》
6光的偏振1．自然光和偏振光(1)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，沿着各个方向振动的光的强度都相同。
(2)偏振光：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。
【例1】两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯前面一直没有光通过，如果将其中的一片旋转180°，在旋转的过程中，将会()A．透过偏振片的光先增强，然后又减小到零B．透过偏振片的光先增强，然后又减小到非零的最小值C．透过偏振片的光在整个过程中都增强D．透过偏振片的光先增强，再减弱，然后又增强解析：当两个偏振片的偏振方向垂直时，没有光通过；当两个偏振片的偏振方向平行时，通过的光达最强。
在将其中的一片旋转180°的过程中，两偏振片的偏振方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光先增强，然后又减小到零。
答案：A2偏振片是由特殊材料制成的，其“狭缝”用肉眼不能看见，它只允许振动方向与“狭缝”平行的光波通过。
通过偏振片后，自然光就变成了偏振光。
普通光源S发出的光经过偏振片时，后面的光屏是明亮的，说明光透过了偏振片，若转动偏振片，光屏上亮度不变，说明透过光的强度不变，由此可知，自然光沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
【例2】有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有()A．只有光波才能发生偏振，机械波不能发生偏振B．只有横波才能发生偏振，纵波不能发生偏振C．自然界中不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光D．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3．偏振现象的应用(1)摄影技术中的应用光的偏振现象有很多应用。
如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，就可使反射来的偏振光不能进入照相机内，从而拍出清晰的照片，故人们把偏振滤光片叫做摄像机的“门卫”。
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部分偏振光的表示法：
·
·
· · ·· ··
平行于平面的光振动较强 垂直于平面的光振动较强
偏振片的起偏和检偏
1. 起偏和检偏 起偏：将自然光转变成偏振光的过程。
•起偏原理:利用某种光学的不对称性. •起偏器: 起偏的光学器件.
•检偏:检验偏振光,起偏器也就是检偏器. 2. 偏振片
如利用某些物质能吸收某一方向的光振 动,而让与这个方向垂直的光振动通过的性质(二 向色性)制成起偏器.
种现象( A
)
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
偏振现象的应用
橱窗设计
玻璃门表面的反光很强 用偏光镜消除反射偏振光 使玻璃门内人物清晰可见
感谢下 载
感谢下 载
自然光：引起人视觉的只有 E 矢量(光矢量) 原子发光是随机的,在普通光源中不同
原子发出的光波列,它们的频率、初相位、 振动面、传播方向及波列长度都可能不同. 各种振动面的光出现的机会相等,沿同一振 动面的原子光波列的强度与振动面方向无关 ,称这种光为自然光.
· ··
.......
线偏振光(完全偏振光)
几个结论
1.偏振光:在垂直于传播方向的平面上,只沿 一个特定的方向振动. 2.光是一种横波. 3.太阳光是自然光(光振动沿各方向均匀分 布). 4.自然光在介质表面反射时,反射光和折射 光都是偏振光.
例1.两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
如果光在传播过程中,只存在某一确定方向的
振动,这种光称为线偏振光或完全偏振光,简称偏振
光。
传播方向
E
光矢量E与屏平面垂直
振动面
·
......... 光矢量E在屏平面内
面对光的传播方向看
部分偏振光
如果光既不是自然光,也不是完全偏振 光,而是某一方向的振动较另一正交方向 的振动占优势,这种光称为部分偏振光.
P1
当 P1 // P2 时，
0 透射光最强。
I0
I1
I2
当 P1 P2 时，
透射光为0。
2
P1
P2
I1
1 2
I0
自然光通过偏振片后所获得的线偏振光的 光强是自然光光强的一半。
偏振光：偏振片P2旋转一周时，光强度经历两次最明、 两次最暗的变化。
自然光：偏振片P2旋转一周时，光强度并不发生变化。
选修3-4 第十三章 光学
光的偏振
22001110/3/5/3/200
© 2010 LB BeijingShi
电磁波的产生
电磁波是横波
电磁波中的电场和磁场互相垂直,电磁 波传播方向与二者均垂直.
E
c
B
演示:横波的偏振现象
偏振性
研究光的振动方向的特性即光的偏振横波才有偏振现象. 光波是横波.
观察思考
让阳光或灯光通过偏振片P, 在P的另一侧观察. 1.以光的传播方向为轴旋转 偏振片P,透射光的强度是否 发生变化? 2.在偏振片P的后面再放置另 一个偏振片Q,以光的传播方 向为轴旋转偏振片Q,通过两 块偏振片的透射光的强度怎 样变化?
P-起偏器 Q-检偏器
偏振光的获取
检偏:检测偏振光的过程