高中物理 第4章 光的波动性 4.3 光的衍射 4.4 光的偏振与立体电影教师用书 沪科版选修34

(2)偏振片

用特定材料制成，它有一个特殊的方向叫透光方向，只有光振动方向与透光方向平行的光波才能通过偏振片.

(3)光的分类 ①偏振光

理论证明电磁波是横波，光是电磁波，光振动的方向与传播方向垂直，只有沿特定方向振动的光叫做偏振光.

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沿一切方向上振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同.

2.偏振光的特点

(1)只有横波(选填“横波”或“纵波”)才具有偏振现象.

(2)当偏振光的振动方向跟偏振片的透振方向垂直(选填“相同”、“相反”或“垂直”)时，偏振光就不能通过了.

3.偏振现象在生产生活中的应用

(1)立体电影：立体眼镜是由一对透振方向互相垂直的偏振片组成的，观众通过这个特制的眼镜观看立体电影时，就像直接观察物体一样产生立体感.

(2)液晶显示屏：在两块透振方向互相垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，液晶具有各向异性的属性，当在两个电极板加上电压时，液晶的性质就变了，从而显示出信息.

[再判断]

1.凡是波都有偏振现象.(×) 2.反射可以引起自然光的偏振.(√)

3.拍摄水中游鱼时，在镜前装一偏振片是利用光的偏振现象.(√) [后思考]

1.自然光和偏振光的主要区别是什么？

【提示】 在垂直于传播方向的平面内，自然光沿所有方向振动，偏振光沿某一特定方向振动.

2.自然光经水面反射的光一定是偏振光吗？ 【提示】 经水面反射和折射的光都是偏振光.

[核心点击]

1.横波、纵波的判断方法

直接看质点的振动方向与传播方向的关系.若互相垂直为横波；若在同一直线上为纵波.这种方法适用于看得见质点振动方向的机械波.

2.偏振片

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偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫做透振方向.偏振片对光波的作用就像狭缝对机械波的作用一样.

3.自然光和偏振光的比较

成因 自然光 从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光 在垂直于传播方向的平面内，沿着各个方向振动 偏振光 自然光通过偏振片后就变成了偏振光，反射光、折射光均为偏振光 在垂直于传播方向的平面内，并且只有一个振动方向 振动方向 经偏振 片后现 象比较 如上图所示，通过偏振片后，自然光就变成了偏振光，转动偏振片，偏振光的亮度不变，但偏振方向随之变化 如上图所示，偏振光经偏振片后，若偏振方向与透振方向平行，屏亮；若垂直，则屏暗；若介于两者之间，则屏上亮度介于两者之间并随偏振方向与透振方向夹角的增大而变暗.

4.在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q，在Q的后边放上光屏，如图4-3-4所示，则下列说法正确的是( )

图4-3-4

A.Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变 B.Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度时强时弱 C.P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度不变 D.P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度时强时弱 E.偏振现象表明光是横波

【解析】 P是起偏器，它的作用是把太阳光(自然光)转变为偏振光，该偏振光的振动方向与P的透振方向一致.所以当Q与P的透振方向平行时，通过Q的光强最大；当Q与P的透振方向垂直时，通过Q的光强最小.即无论旋转P或Q，屏上的光强都是时强时弱.故正确答案为B、D、E.

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【答案】 BDE

5.电子表的显示屏利用了液晶的旋光性，当液晶上不加电压时，偏振光通过液晶时偏振方向会旋转90°，这就是液晶的旋光性；如果在液晶上加上电压，则旋光性消失.有一种电子表的显示屏是透明的，而在显示数字的笔画处不透光，则上下两个偏振片的透振方向相互________；笔画处为________电极，因此加上电压时变为________的.

【解析】 假设光从下向上传播，光线通过下偏振片时成为偏振光，如果不加电压，偏振光通过液晶时偏振方向旋转90°，此时光线能透过上偏振片，可知上偏振片的透振方向应与此时偏振光的偏振方向相同，即与下偏振片的透振方向垂直；组成数字的笔画处有时透明，有时不透明，可知笔画处为透明电极，当加上电压时液晶旋光性消失，光线不能透过.

【答案】 垂直 透明 不透明

6.在拍摄日落时水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是什么？ 【解析】 由于反射光的干扰，景物的像常常比较模糊，装上偏振片的目的是减弱反射光，且透振方向与反射光的振动方向垂直，但不能增强透射光.

【答案】 减弱反射光，从而使景物的像清晰

1.偏振片是由特定的材料制成的，每个偏振片都有一个特定的方向，这个方向叫做“透振方向”，只有沿透振方向振动的光才能通过偏振片.

2.偏振片上的“狭缝”表示透振方向，而不是真实狭缝. 3.光的偏振现象说明光是一种横波. 4.自然光透过偏振片可以变成偏振光.

5.当偏振片的偏振方向与光的偏振方向夹角不同时，透过偏振片的光的强度不同.

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