1、光的偏振 人接收的信息有人接收的信息有90来自眼睛看到的光来自眼睛看到的光;光给了我们多姿多彩的世界光给了我们多姿多彩的世界. 1、引入： 在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在同一直在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在同一直 线上在横波中，振动方向总是垂直于波的传播方线上在横波中，振动方向总是垂直于波的传播方 向，但不同的横波，振动方向可以不同向，但不同的横波，振动方向可以不同 例如一列横波沿水平方向传播，质点在竖直平面内例如一列横波沿水平方向传播，质点在竖直平面内 可能沿着上下方向振动，也可能沿着左右方向振动，可能沿着上下方向振动，也可能沿着左右方向振动， 也可能沿着任何其他方向振动也可
2、能沿着任何其他方向振动 当然，对于一个确定的横波，它的振动方向是确定当然，对于一个确定的横波，它的振动方向是确定 的的 2、实验： 取一根软绳，一端固取一根软绳，一端固 定在墙上，手持另一定在墙上，手持另一 端上下抖动，就在软端上下抖动，就在软 绳上形成一列横波绳上形成一列横波. . 现在，让软绳穿过一块带有狭缝的木板，如果狭缝现在，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）动就被狭缝挡
3、住而不能向前传播（图乙） 如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧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（如下波都可以通过狭缝传播到木板的另一侧（如下 图）图） 受上面实验的启发，我们可以利受上面实验的启发，我们可以利 用类似的实验来判断光波是横波还是用类似的实验来判断光波是横波还是 纵波纵波 偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的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方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方 向平行的光波
4、才能通过偏振片偏振片对光波的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 做光学实验做光学实验 光的偏振 当只有一块偏振片时，以光当只有一块偏振片时，以光 的传播方向为轴旋转偏振片，的传播方向为轴旋转偏振片， 透射光的强度不变透射光的强度不变 当两块偏振片的透振方向当两块偏振片的透振方向 平行时，透射光的强度最平行时，透射光的强度最 大，但是，比通过一块偏大，但是，比通过一块偏 振片时要弱振片时要弱 当两块偏振片的透振方向当两块偏振
5、片的透振方向 垂直时，透射光的强度最垂直时，透射光的强度最 弱，几乎为零弱，几乎为零. . 3、产生上述现象的原因 1 1、太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传、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动的光波的强度都相同这种光叫做自然光自然光 . . 2 2、自然光通过第一个偏振片自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器叫做起偏器）之后之后， 只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的光波只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的光波 才能通过才能通过也就是说也就是说，
6、通过第一个偏振片的光通过第一个偏振片的光 波波，在垂直于传播方向的平面上在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个只沿着一个 特定的方向振动特定的方向振动这种光叫做这种光叫做偏振光偏振光 横波只沿着横波只沿着 某一个特定的方某一个特定的方 向振动向振动，称为波称为波 的偏振的偏振只有横只有横 波 才 有 偏 振 现波 才 有 偏 振 现 象象 3 3、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片（称称 为为检偏器检偏器）时时，如果两个偏振片的透振方向平行如果两个偏振片的透振方向平行，那那 么么，通过第一个偏振光的振动方向跟第二个偏振片的通过第一个偏振光的振动方
7、向跟第二个偏振片的 透振方向平行透振方向平行，透射光的强度最大透射光的强度最大 4 4、如果两个偏振片的透振方向垂直如果两个偏振片的透振方向垂直，那么那么，偏偏 振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂 直直，偏振光不能通过第二个偏振片偏振光不能通过第二个偏振片，透射光的透射光的 强度为零强度为零 所以，光是一种横波所以，光是一种横波 下一章我们会知道下一章我们会知道，光是电磁波光是电磁波, ,电磁波是横波电磁波是横波，电磁波电磁波 中电场强度中电场强度E和磁感应强度和磁感应强度B的振动方向都与电磁波的传播的振动方向都与电磁波的传播 方向垂直方向垂直 实
8、验指出实验指出，光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强 度度E所引起的所引起的，因此常将因此常将E的振动称为光振动的振动称为光振动在与光波传在与光波传 播方向垂直的平面内播方向垂直的平面内，光振动的方向可以沿任意的方向光振动的方向可以沿任意的方向 光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光光振动沿着光振动沿着 特定方向的光就是偏振光特定方向的光就是偏振光 4.偏振现象的应用偏振现象的应用 光的偏振现象并不罕见光的偏振现象并不罕见除了从光源除了从光源（如太如太 阳阳、电灯等电灯等）直接发出的光以外直接发出的光以外，我们通
9、常看到我们通常看到 的绝大部分光的绝大部分光，都是偏振光都是偏振光自然光射到两种介自然光射到两种介 质的界面上质的界面上，如果光入射的方向合适如果光入射的方向合适，使反射光使反射光 与折射光之间的夹角恰好是与折射光之间的夹角恰好是9090，这时这时，反射光反射光 和折射光就都是偏振的和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂并且偏振方向互相垂 直直 光的偏振现象有很多应用光的偏振现象有很多应用如在拍摄日落时如在拍摄日落时 水面下的景物水面下的景物、池中的游鱼池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列玻璃橱窗里的陈列 物的照片时物的照片时，由于水面或玻璃表面的反射光的干由于水面或玻璃表面的反射光的干 扰扰，常使
10、景像不清楚常使景像不清楚如果在照相机镜头前装一如果在照相机镜头前装一 片偏振滤光片片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振让它的透振方向与反射光的偏振 方向垂直方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰就可以减弱反射光而使景像清晰 偏振现象的应用：拍摄偏振现象的应用：拍摄 液晶显示器是一个由上下两片导电玻制成的液晶显示器是一个由上下两片导电玻制成的 液晶盒，盒内充有液晶，四周用密封材料液晶盒，盒内充有液晶，四周用密封材料 胶框密封，盒的两个外侧贴有偏光片。胶框密封，盒的两个外侧贴有偏光片。 偏振现象的应用：液晶显示偏振现象的应用：液晶显示 偏振现象的应用：液晶显示偏振现象的应用：液晶显示 如果有
11、光线进入如果有光线进入,通过通过 第一个偏振片后，将被第一个偏振片后，将被 液晶分子逐渐改变偏振液晶分子逐渐改变偏振 方向方向.由于光线沿着分子由于光线沿着分子 排列的方向传播，光线排列的方向传播，光线 最终将从另一端射出最终将从另一端射出 如果两玻璃板之间加如果两玻璃板之间加 上电压，分子排列方向上电压，分子排列方向 将与电场方向平行，光将与电场方向平行，光 线由于不能扭转将不会线由于不能扭转将不会 通过第二个极板通过第二个极板 液晶显示器就是利液晶显示器就是利 用这一特性，在上下用这一特性，在上下 两片栅栏相互垂直的两片栅栏相互垂直的 偏光板之间充满液晶，偏光板之间充满液晶， 利用电场控制液晶的利用电场控制液晶的 转动转动不同的电场大不同的电场大 小就会形成不同的灰小就会形成不同的灰 阶亮度阶亮度 偏振现象的应用：液晶显示偏振现象的应用：液晶显示 小结： 光波是一种横波光波是一种横波. 偏振光会发生偏振现象偏振光会发生偏振现象
