光的干涉和衍射現(xiàn)象都清楚地表明光是一種波光波是橫波還是縱波呢?本節(jié)我們將學(xué)習(xí)光的偏振現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)一:橫波的偏振現(xiàn)象如圖所示，將細(xì)繩穿過(guò)一塊紙板，固定細(xì)繩的一端，手持另一端上下振動(dòng)，形成繩波。
當(dāng)紙板的狹縫與繩波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向一致時(shí)，繩波不受阻礙地向前傳播。但當(dāng)紙板的狹縫與繩波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向垂直時(shí)，繩波受阻礙而不能通過(guò)狹縫。
這種現(xiàn)象只有橫波才會(huì)出現(xiàn)。若將繩換成彈并讓其一端振動(dòng)形成縱波，由于彈簧中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向與傳播方向在一條直線上，不論狹縫的方向如何，縱波都能向前傳播。
橫波的振動(dòng)方向垂直于波的傳播方向，振動(dòng)方向與傳播方向構(gòu)成一個(gè)平面(振動(dòng)面)，橫波還存在各種可能的振動(dòng)面，如形成繩波的波源振動(dòng)方向不同，形成波的振動(dòng)面可能豎直、水平、傾斜。如果橫波只沿著某一特定的方向振動(dòng)，就會(huì)出現(xiàn)波的偏振，這是只有橫波才有的特性。
因?yàn)榭v波的振動(dòng)方向與傳播方向始終在同一直線上，所以縱波不會(huì)出現(xiàn)偏振現(xiàn)象。光能否產(chǎn)生偏振現(xiàn)象呢?
光的偏振實(shí)驗(yàn)如圖5-26所示，透過(guò)兩塊偏振片 P、Q觀察日光或燈光。保持P不動(dòng)，旋轉(zhuǎn) Q，觀察光強(qiáng)的變化
2.什么是光的偏振現(xiàn)象?實(shí)驗(yàn)二:讓光源的光通過(guò)一片偏振片 (※)現(xiàn)象:偏振片無(wú)論如何轉(zhuǎn)動(dòng),光線不會(huì)發(fā)生變化結(jié)論:在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi),光振動(dòng)沿任意方向振動(dòng)的強(qiáng)度相同.
實(shí)驗(yàn)三:讓光源的光通過(guò)用兩片偏振片(起振器,檢偏器)偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化
演示實(shí)驗(yàn)（2）：偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器，光強(qiáng)發(fā)生變化
兩偏振片的偏振化方向相互垂直 光強(qiáng)為零
3.什么是自然光?自然光與偏振光的區(qū)別?自然光:由光源(太陽(yáng)、電燈等）直接發(fā)光而來(lái)。特點(diǎn)：包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，且各振動(dòng)方向的光強(qiáng)相等。
偏振光:在垂直于傳播方向的平面內(nèi)，只沿某 一個(gè)方向振動(dòng)的光。反射光都是偏振光。
自然光通過(guò)偏振片后變?yōu)?線)偏振光
利用偏振片檢驗(yàn)光線的偏振化程度
5.光的偏振現(xiàn)象的應(yīng)用?拍攝水下的景物或玻璃展覽櫥窗中的成例品的照片(在照相機(jī)的鏡頭上加慮光片)
該現(xiàn)象與圖 5-25 中繩波通過(guò)狹縫的現(xiàn)象十分相似。偏振片是只讓某一方向振動(dòng)的光通過(guò)的一種光學(xué)元件。通常把這個(gè)透光方向稱(chēng)為偏振片的透振方向。
偏振片的作用類(lèi)似于圖 5-25 中的狹縫。該現(xiàn)象表明，光是一種橫波。
任何普通光源都是由大量原子、分子組成的，它們發(fā)出的光就是這些原子、分子發(fā)光的總和。就單個(gè)原子的發(fā)光來(lái)說(shuō)，它在各個(gè)瞬間所發(fā)光波的振動(dòng)方向時(shí)刻在變化著。
而普通光源中的大量原子發(fā)光時(shí)又是互不相關(guān)的，從總體上來(lái)說(shuō)，在垂直于傳播方向的平面內(nèi)，光波可沿任何方向振動(dòng)，光振動(dòng)在平面內(nèi)的分布是大致均勻的，這樣的光稱(chēng)為自然光(圖 5-27)。
自然光通過(guò)偏振片后，只有振動(dòng)方向與透振方向一致的那些光波才能完全通過(guò)，而振動(dòng)方向與透振方向垂直的光波則完全不能通過(guò)。因此，讓自然光通過(guò)偏振片，就能獲得偏振光。這種光的振動(dòng)方向與透振方向平行，也稱(chēng)為線偏振光。用于獲得偏振光的偏振片稱(chēng)為起偏器。
為了檢查通過(guò)起偏器的光是不是偏振光，可在起偏器后面再放一個(gè)偏振片，這個(gè)偏振片稱(chēng)為檢偏器。如圖 5-28 所示，
當(dāng)起偏器與檢偏器的透振方向互相平行和互相垂直時(shí)，偏振光能完全通過(guò)和完全不能通過(guò)的情況。如果我們將起偏器固定，將檢器逐漸旋轉(zhuǎn) 90°，就可看到所透過(guò)的光的強(qiáng)度也隨之發(fā)生變化。
自然界中的起偏器在自然界中，存在著各種各樣的天然反射鏡起偏器，如江河或海洋的水面、皮革、魚(yú)鱗、毛發(fā)等。自然光經(jīng)過(guò)水面的反射后能產(chǎn)生偏振光。太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)行星表面反射后如果變成了偏振光，就說(shuō)明這個(gè)行星表面可能有水或其他光滑物質(zhì)覆蓋。
根據(jù)這一原理，天文學(xué)家利用偏振光技術(shù)還探得土星光環(huán)有冰晶等物質(zhì)。
光彈效應(yīng)測(cè)量應(yīng)力場(chǎng)分布：主要用來(lái)測(cè)量建筑構(gòu)件、機(jī)械零部件在工作狀態(tài)下內(nèi)部的應(yīng)力分布及其變化。如果看過(guò)立體電影，你就會(huì)知道立體電影中的人好像就在我們身邊，電影中的飛機(jī)好像向著我們呼嘯而來(lái)。
為什么會(huì)有這樣神奇的效果呢?奧秘就在我們看電影時(shí)戴的那副眼鏡上。這類(lèi)眼鏡通常是偏振鏡，
通過(guò)偏振鏡的光是偏振光。立體電影是用兩個(gè)鏡頭從如人眼那樣的兩個(gè)不同方向同時(shí)拍攝下景物的像，制成兩組電影膠片;通過(guò)兩架放映機(jī)將兩組膠片同步放映，使這略有差別的兩幅圖像重疊在銀幕上。
這時(shí)，如果用眼睛直接觀看，看到的畫(huà)面是不清晰的。如果在每架放映機(jī)前裝一塊偏振片，從兩架放映機(jī)射出的光通過(guò)偏振片后，就成了偏振光。由于這兩架放映機(jī)前的偏振片的透振方向互相垂直，產(chǎn)生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直。
觀眾戴上偏振鏡觀看電影時(shí)，每只眼睛只看到相應(yīng)的偏振光圖像，這樣就會(huì)產(chǎn)生立體感。這就是立體電影的原理。
反射光存在大量的振光，使用偏振鏡可減少反射光的干擾。
因?yàn)樗娣瓷涔獾母蓴_，用普通的照相機(jī)鏡頭不容易清晰地拍出水中的魚(yú)。
人們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)偏振光通過(guò)受力的塑料或玻璃時(shí)，振方向會(huì)發(fā)生變化，這一現(xiàn)象可幫助我們檢查力的分布情況。
電光效應(yīng)：可作為高速開(kāi)關(guān)，如高速攝影、光速測(cè)量中的光切割器等。近年來(lái)則更多地用作脈沖激光器的開(kāi)關(guān)。
3、生物的生理機(jī)能與偏振光人的眼睛對(duì)光的偏振狀態(tài)是不能分辨的，但某些昆蟲(chóng)的眼睛對(duì)偏振卻很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支復(fù)眼、兩支復(fù)眼，每個(gè)復(fù)眼包含有6300個(gè)小眼，這些小眼能根據(jù)太陽(yáng)的偏光確定太陽(yáng)的方位，然后以太陽(yáng)為定向標(biāo)來(lái)判斷方向，所以蜜蜂可以準(zhǔn)確無(wú)誤地把它的同類(lèi)引到它所找到的花叢。
再如在沙漠中，如果不帶羅盤(pán)，人是會(huì)迷路的，但是沙漠中有一種螞蟻，它能利用天空中的紫外偏光導(dǎo)航，因而不會(huì)迷路。
1.將兩片偏振片(如看立體電影時(shí)用的鏡片)疊放在一起，放在報(bào)紙或書(shū)本上，旋轉(zhuǎn)其中的一片，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生。你能解釋這一現(xiàn)象嗎?
2.將兩個(gè)緊靠在一起的偏振片放在一盞燈的前面，此時(shí)沒(méi)有光通過(guò)。如果將其中的一個(gè)偏振片逐漸旋轉(zhuǎn) 180°，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，透過(guò)偏振片的光A.先增強(qiáng)，然后又減弱到零B.先增強(qiáng)，然后減弱到非零的最小值C.在整個(gè)過(guò)程中都增強(qiáng)D.先增強(qiáng)，再減弱，然后又增強(qiáng)
3.我們常看到在柏油馬路和湖面上反射的耀眼的眩光，它會(huì)使人的視覺(jué)疲勞。戴上一種由偏振片制成的太陽(yáng)鏡，可解決眩光問(wèn)題。請(qǐng)查閱資料，分析這種太陽(yáng)鏡能解決眩光問(wèn)題的原理
4.用偏振片觀察各種光的偏振情況，特別是蔚藍(lán)色的天空、水面和玻璃面的反射光、桌面的反射光，驗(yàn)證有關(guān)偏振光的結(jié)論，并寫(xiě)一篇相關(guān)的觀察日記。

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