光的偏振

我們知道光具有波動(dòng)性，那么光波究竟是橫波還是縱波呢？我們采用圖示讓大家認(rèn)識(shí)物理規(guī)律。

一、偏振現(xiàn)象 

波有橫波和縱波之分，光是橫波還是縱波，是否所有的波都有偏振現(xiàn)象，日常生活中有哪些常見(jiàn)的偏振現(xiàn)象，對(duì)我們的生活有些什么樣的影響，我們一起來(lái)學(xué)習(xí)和探討。為了更好的理解和解釋光的偏振現(xiàn)象，我們從直觀、具體的機(jī)械波的分析入手。 

取一軟繩和中間有一“狹縫”的硬紙板，使軟繩從“狹縫”中穿過(guò)，調(diào)節(jié)狹縫的方向，第一次與繩波的振動(dòng)方向相同，第二次與繩波的振動(dòng)方向垂直，觀察繩波經(jīng)過(guò)狹縫后的現(xiàn)象。

現(xiàn)象：繩波的振動(dòng)方向與狹縫的方向平行時(shí)，傳播情況正常；振動(dòng)方向與狹縫方向垂直時(shí)，繩波經(jīng)過(guò)狹縫后消失。

結(jié)論：橫波的振動(dòng)方向與狹縫方向垂直時(shí)，波的傳遞受到影響，這種現(xiàn)象就是偏振現(xiàn)象，偏振是橫波特有的現(xiàn)象。 

介紹偏振片：由特殊的材料制成，它上面有一個(gè)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能夠完全通過(guò)偏振片。振動(dòng)方向與透振方向不垂直的光可以部分通過(guò)，振動(dòng)方向與透振方向垂直的光，完全不能通過(guò)。 

二、光的偏振 

1：讓太陽(yáng)光或燈光通過(guò)偏振片P，在P的另一側(cè)進(jìn)行觀察透射光的強(qiáng)度。旋轉(zhuǎn)偏振片，觀察透射光的強(qiáng)度是否變化。

現(xiàn)象：可以看到偏振片是透明的。以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片P，透射光強(qiáng)度不變； 

2：偏振片P的后面再放一個(gè)偏振片Q，觀察通過(guò)兩個(gè)偏振片的透射光。什么時(shí)候最亮？什么時(shí)候最暗？ 

現(xiàn)象：當(dāng)Q和P的透振方向平行時(shí)，透射光強(qiáng)度最大，但是，比通過(guò)一塊偏振片時(shí)要弱。當(dāng)Q和P的透振方向垂直時(shí)，透射光強(qiáng)度最弱，幾乎為零。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析： 

由于偏振片具有這樣的性質(zhì)：由特殊的材料制成，它上面有一個(gè)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能夠完全通過(guò)偏振片。振動(dòng)方向與透振方向不垂直的光可以部分通過(guò)，振動(dòng)方向與透振方向垂直的光，完全不能通過(guò)。

（1）自然光：在沿著光的傳播方向上有沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)度都相同。這種光叫做自然光。 

（2）偏振光：自然光通過(guò)偏振片后，出現(xiàn)只沿著某一特定方向振動(dòng)的光，這種光稱(chēng)為偏振光。

（3）光的偏振：偏振光只能通過(guò)透振方向與其振動(dòng)方向不垂直的偏振片，不能通過(guò)透振方向與其振動(dòng)方向垂直的偏振片，這種現(xiàn)象稱(chēng)為光波的偏振現(xiàn)象。

（4）光是一種橫波。光波的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量E稱(chēng)為光振動(dòng)。光波的感光作用和生理作用主要是由電場(chǎng)強(qiáng)度E所引起的。 

三、偏振現(xiàn)象的應(yīng)用 

1、3D電影 

觀看視頻：《3D電影的原理》 

觀看“3D”電影時(shí)觀眾佩帶的“3D”眼鏡是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和制造了適合于觀看柱面電影的柱面偏振光眼鏡（即“立體眼鏡”）。使觀眾看到的影片左眼和右眼的圖像不同，這樣反映到人腦中的影像就是3D影像，從而創(chuàng)造置身其中的立體視覺(jué)空間。 

2、相機(jī)的偏振鏡 

光的偏振現(xiàn)象并不罕見(jiàn)。除了從太陽(yáng)、電燈等光源直接發(fā)出的光以外，我們通常看到的絕大部分光都是不同程度的偏振光。自然光在玻璃、水面、木質(zhì)桌面等表面反射時(shí)，反射光和折射光都是偏振光，入射角發(fā)生變化時(shí)，偏振的程度也發(fā)生變化。因此當(dāng)我們直接觀察、拍攝櫥窗、水中的物體時(shí)，有些時(shí)候會(huì)圖象不清、非常模糊，這些都是“光的偏振”惹的禍，只有合理地利用偏振片，我們才能看到清晰的影象。 

3、車(chē)燈玻璃和擋風(fēng)玻璃 

通過(guò)圖片介紹車(chē)燈車(chē)燈的巧妙設(shè)計(jì)，講解光的偏振在汽車(chē)車(chē)燈上的巧妙應(yīng)用。

4、偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：液晶顯示 

液晶顯示器就是利用這一特性，在上下兩片柵欄相互垂直的偏光板之間充滿液晶，利用電場(chǎng)控制液晶的轉(zhuǎn)動(dòng)．不同的電場(chǎng)大小就會(huì)形成不同的灰階亮度。

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