光的偏振5-11

光的偏振实验了解光的偏振现象光的偏振现象是光波在传播过程中振动方向的定义。

通常，光的波动是沿着垂直于传播方向的所有方向均匀地振动。

然而，在某些情况下，光的振动方向可以被约束在一个特定的方向上，这就是光的偏振现象。

为了进一步了解光的偏振现象，我们可以进行实验来观察和研究光的偏振行为。

以下将介绍几种常见的光的偏振实验方法。

一、马吕斯法马吕斯法是最早用来研究光的偏振的实验方法之一。

该方法利用偏光镜和分析片的组合，可以将线偏振光转换成圆偏振光或者反之。

通过调节偏光镜和分析片的相对角度，我们可以观察到转换前后光的强度的变化，从而研究光的偏振现象。

二、振动起偏器法振动起偏器法是通过使用起偏器和分析器来观察光的偏振现象。

起偏器是一个偏振镜，可以限制光只能在一个特定方向上振动。

当通过起偏器的偏振光再经过分析器时，根据分析器的角度调节，我们可以观察到光的强度的变化，从而探究光的偏振特性。

三、双折射现象双折射是光线通过一些特殊的材料时产生的光的偏振现象。

常见的双折射材料包括石英晶体和冰晶石等。

通过将光线通过这些材料，我们可以观察到光线被分成两束具有不同振动方向的光线，这种现象被称为光的双折射。

通过测量这两束光线的振动方向,可以研究光的偏振现象。

四、干涉法干涉法是一种通过干涉现象来研究光的偏振特性的方法。

通过使用光路调节器和干涉仪，我们可以观察到在特定条件下，不同偏振方向的光线在干涉仪中产生干涉条纹。

通过分析和测量这些干涉条纹，可以获得有关光的偏振性质的有用信息。

通过以上的实验方法，我们可以更加深入地了解光的偏振现象。

这些实验方法不仅帮助我们理解光的振动方式，还在许多领域中有着重要的应用，如光学通信、显微镜下的观察等。

总结光的偏振现象是光学中非常重要的一个概念。

通过实验方法，我们可以对光的偏振行为有更深入的认识。

马吕斯法、振动起偏器法、双折射现象和干涉法是常用的实验方法，它们各自从不同的角度帮助我们理解光的偏振现象。

光的偏振与波动性质光是一种电磁波，具有波动性质。

在我们日常生活中，我们经常遇到各种光线，比如来自太阳的阳光、电视屏幕上的影像、手机屏幕上的文字等等。

这些光线都具有不同的特性，其中一个重要的特性就是光的偏振性。

光的偏振是指光的电场矢量在空间中沿特定方向振动的性质。

通常情况下，自然光中的电场矢量在所有可能的方向上都有相同的振动，这种光被称为无偏振光。

但是，在某些情况下，光的电场矢量只在特定的方向上振动，这种光被称为偏振光。

光的偏振可以通过一些偏振器件来实现。

最常见的偏振器件是偏振片，它主要利用了光的波动性质。

在光的传播过程中，电场矢量在空间中振动的方向可以看作是一个矢量的旋转。

而偏振片就是通过选择一定方向上的电场振动来实现光的偏振。

当光通过偏振片时，偏振片会选择一个特定方向上的电场振动，使得通过的光只有在该方向上振动的成分。

而垂直于该方向的电场振动则被偏振片阻隔下来，无法通过。

这样，我们就可以通过调整偏振片的方向，来选择光中不同方向上的电场振动。

除了光的偏振性质外，光还具有波动性质。

波动性质是指光在传播过程中表现出的波动行为。

根据光的波动性质，我们可以解释光的诸多现象，比如衍射、干涉等。

衍射是指光通过一个小孔或者遇到一个小障碍物后，出现扩散现象的现象。

这是由于光的波动性质所导致的。

当光经过一个小孔时，光波会在小孔的周围弯曲，从而在背后形成一个圆形的光斑。

这一现象可以用波动理论解释，即光波通过小孔时，会产生波的干涉和衍射，导致光的扩散。

另一个重要的波动性质是干涉。

干涉是指光波相遇时互相干涉的现象。

当两束光波相遇并叠加时，它们的电场矢量会按照一定的规律相加或者相消。

如果两束光波的电场矢量完全一致，那么它们会相互加强，形成明亮的区域；如果两束光波的电场矢量相反，那么它们会相互抵消，形成暗淡的区域。

这种相互干涉的现象使我们可以通过干涉仪等设备来测量光的波长、光速等物理特性。

通过探究光的偏振与波动性质，我们可以更深入地理解光的本质和行为规律。

1光的偏振及其应用江西省萍乡市上栗中学彭俊昌一、光的偏振自然光通过偏振片P之后，只有振动方向与偏振片的透振方向一致的光才能顺利通过，也就是说，通过偏振片P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，这种光叫偏振光。

通过偏振片P的偏振光，再通过偏振片Q，如果两个偏振片的透振方向平行，则可以通过；如果两个偏振片的透振方向垂直，则不能透过Q（如图-1所示）。

根据偏振光的这个特性，在实际中有很多用途。

二、光的偏振的应用1．在摄影镜头前加上偏振镜消除反光自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，而且入射角变化时，偏振的程度也有变化。

在拍摄表面光滑的物体，如玻璃器皿、水面、陈列橱柜、油漆表面、塑料表面等，常常会出现耀斑或反光，这是由于反射光波的干扰而引起的。

如果在拍摄时加用偏振镜，并适当地旋转偏振镜片，让它的透振方向与反射光的透振方向垂直，就可以减弱反射光而使水下或玻璃后的影像清晰。

例1．下列说法正确的是（）A．拍摄蓝天白云相片时，可以加用偏振镜片，突出蓝天中的白云B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景物更清晰D．拍摄玻璃橱窗里的陈列物时，照相机镜头前的偏振片的透振方向应与反射光的振动方向平行分析：由于蓝天中存在大量的偏振光，所以用偏振镜能够调节天空的亮度，加用偏振镜以后，蓝天会变暗，从而突出了蓝天中的白云，所以A正确；自然光射到界面上时，反射光线与折射光线都是偏振光，当反射光和折射光的夹角为90°时，偏振程度最大，且两束光的振动方向垂直，所以B正确；拍摄水面下或玻璃橱窗内的景物时，应使偏振片的透振方向与反射光的振动方向垂直，这样反射光不能进入镜头，所以C正确，D错误。

正确答案ABC。

2．汽车前灯和前窗玻璃用偏振玻璃防止强光夜晚，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。

光的偏振现象与计算方法光的偏振现象作为光学领域的一个重要概念，是指光波在传播过程中，振动方向呈现出特定规律的现象。

本文将介绍光的偏振现象及其计算方法，以加深对这一现象的理解。

一、光的偏振现象概述光波是由电场和磁场按一定规律振动而形成的，传播方向与电场振动方向垂直，称为纵波。

而偏振光是指光波中的电场振动只沿特定方向进行的光波。

与普通的自然光相比，偏振光具有更为明确的振动方向和振动模式。

二、光的偏振方向光的偏振方向是指电场矢量沿着的方向，一般用发光源到电场矢量的方向来表示。

根据光的偏振方向不同，可以将偏振光分为水平偏振、垂直偏振、线偏振、圆偏振等几种类型。

- 水平偏振：电场矢量沿水平方向振动，与光的传播方向垂直。

- 垂直偏振：电场矢量沿垂直方向振动，与光的传播方向垂直。

- 线偏振：电场矢量沿直线方向进行振动，在水平方向与垂直方向之间。

- 圆偏振：电场矢量按圆周路径进行振动，可以根据电场矢量逆时针或顺时针旋转的方向分为左旋和右旋两种。

三、光的偏振计算方法在实际应用中，需要计算光的偏振度以及光的偏振方向。

下面介绍两种常用的光的偏振计算方法。

1. 偏振度计算方法偏振度是指光的偏振程度的量化指标，表示了偏振光在总光强中所占的比例。

通常用线偏振光与自然光混合所得到的光的强度比例来计算偏振度。

偏振度的计算公式如下所示：偏振度 = (I_max - I_min) / (I_max + I_min)其中，I_max代表线偏振光在某一个方向上的最大强度，I_min代表线偏振光在垂直方向上的最小强度。

2. 光的偏振方向计算方法光的偏振方向是指光波中电场矢量的振动方向。

测量光的偏振方向的方法主要有偏光片法和偏振分析仪法。

- 偏光片法：通过旋转偏光片得到光的偏振方向与偏光片透射光强的关系，从而确定光的偏振方向。

- 偏振分析仪法：利用偏振分析仪测量光的光强，并确定光的偏振方向。

以上两种方法在实际应用中可以选择其中一种或结合使用，以获得准确的光的偏振方向。

一、实验目的1. 观察和验证光的偏振现象。

2. 理解偏振光的产生原理和特性。

3. 掌握偏振片、波片等光学元件在偏振光产生与检验中的应用。

4. 验证马吕斯定律，理解偏振光强度的变化规律。

二、实验原理光是一种电磁波，具有横波特性。

在自然光中，光波的振动方向是随机分布的。

当自然光经过某些光学元件后，其振动方向会变得有规律，这种现象称为光的偏振。

偏振光的产生通常需要以下光学元件：1. 起偏器（偏振片）：将自然光变为线偏振光。

2. 波片（1/4波片、1/2波片）：改变光的偏振状态，产生椭圆偏振光或圆偏振光。

马吕斯定律指出，当线偏振光通过一个与其偏振方向成θ角的偏振片时，透射光的强度I与入射光的强度I0之间的关系为：\[ I = I_0 \cos^2\theta \]三、实验仪器与用具1. 自然光源（如激光器）2. 偏振片（起偏器）3. 波片（1/4波片、1/2波片）4. 检偏器（另一个偏振片）5. 光具座6. 光屏7. 秒表（用于测量时间）8. 记录本和笔四、实验步骤1. 自然光与偏振光的产生：- 将激光器发出的光束照射到偏振片上，观察光屏上的光斑。

- 旋转偏振片，观察光斑的变化。

当偏振片的透振方向与光屏上的光斑垂直时，光斑消失，说明光已变为线偏振光。

2. 马吕斯定律验证：- 将偏振片与检偏器放置在光具座上，使它们的透振方向互相垂直。

- 观察光屏上的光斑，记录光斑消失的位置。

- 将偏振片旋转，使透振方向与检偏器的透振方向成θ角，记录光斑再次消失的位置。

- 改变θ角，重复上述步骤，记录光斑消失的位置。

- 利用马吕斯定律，计算每次实验中光斑消失时的透射光强度。

3. 波片的性质及利用：- 将1/4波片放置在偏振片与检偏器之间，观察光屏上的光斑。

- 旋转1/4波片，观察光斑的变化。

当1/4波片的光轴与偏振片的透振方向垂直时，光斑消失，说明1/4波片的光轴方向与偏振片的透振方向成45°角。

- 改变1/4波片的光轴方向，观察光斑的变化。

物理教案－光的偏振一、教学目标通过本节课的学习，学生应能够：1.理解光的偏振现象的基本概念；2.了解光的偏振现象的产生原因；3.掌握光的偏振现象的常见应用。

二、教学内容1.什么是光的偏振；2.光的偏振现象的产生原因；3.光的偏振的应用。

三、教学重难点1. 教学重点•理解光的偏振的基本概念；•掌握光的偏振的应用。

2. 教学难点•理解光的偏振现象的产生原因。

四、教学过程步骤一：导入引入通过展示一些具有偏振光特性的照片或影片，引起学生对光的偏振的兴趣，并提出问题：“你们有没有注意到一些光线在传播过程中只有一个方向上的振动？”并要求学生回答。

步骤二：概念讲解1.定义光的偏振：光的振动方向只沿着特定方向传播的现象称为光的偏振。

2.光的偏振现象的产生原因：光的偏振是因为光的电场和磁场垂直于传播方向的分量振动方向不同引起的。

步骤三：实验演示进行一个简单的实验，使用偏振光源和偏振片来观察光的偏振现象。

首先，将偏振光源射向偏振片，然后逐渐改变偏振片的方向，观察通过偏振片的光是否能透过。

实验结束后与学生进行讨论，引导他们总结观察结果。

步骤四：应用拓展引导学生思考光的偏振现象在生活中的应用，并举例讲解光的偏振在偏光眼镜、液晶显示器和光通信等方面的应用。

步骤五：练习与讨论将学生分为小组进行讨论，针对以下问题展开讨论：1.光的偏振现象的产生原因是什么？2.举例说明光的偏振在生活中的应用。

步骤六：归纳总结和学生一起总结本节课的重点内容，强调光的偏振的基本概念和常见应用。

五、课堂小结通过本节课的学习，学生对光的偏振现象有了一定的了解，并能够应用到实际生活中。

同时，学生也了解了光的偏振现象的产生原因，为进一步深入学习做好了铺垫。

六、课后作业1.查找相关资料，深入了解光的偏振现象的应用；2.思考一下：在你的生活中，还有哪些应用使用到了光的偏振？备注：老师在备课过程中可以适当准备一些相关图片或动画，以图文并茂的方式引导学生更好地理解光的偏振现象。

第11章光的偏振艳阳高照时，为什么偏光镜可以滤除路面或水面的漫反射光？我们欣赏立体电影时，为什么要佩戴一副特殊的眼镜？液晶屏幕无处不在，手机、电脑、电视……，液晶屏幕是如何成像的呢？这些都与光的偏振特性密切相关。

本章将介绍光的偏振的现象、原理及其应用。

11.1偏振光和自然光11.1.1 线偏振光光的干涉和衍射现象说明了光的波动性，那么光是横波还是纵波呢？光的偏振现象说明了光的横波性。

光的电磁理论指出，光是电磁波，电场强度矢量!E和磁场振动方向与波的传播方向垂直，并且它们之间也相互垂直，如图11-1。

实验指出，感光作用、生理作用等大多数光学现象都是由电场强度矢量!E引起的。

所以，通常我们以电场强度的方向表示光波的振动方向，将电场强度矢量!E称为光矢量。

光矢量!E与光的传播方向垂直，但是在垂直于光的传播方向平面内，光矢量!E还可能图11-1有各种不同的振动状态。

如果光矢量始终沿某一方向振动，这样的光就称为线偏振光。

如图11-1所示，沿着光的传播方向看，光矢量端点的轨迹就是一条直线。

我们把光的振动方向和传播方向组成的平面称为振动面。

由于线偏振光的光矢量保持在固定的振动面内，所以线偏振光又称平面偏振光。

光的振动方向在振动面内不具有对称性，这叫做偏振。

显然，只有横波才有偏振现象，这是横波区别于纵波的一个最明显的标志。

线偏振光可用图11-2所示的方法表示。

图中用短线和黑点分别表示在纸面内和垂直于纸面的光振动，箭头表示光的传播方向。

图11-211.1.2 自然光一个原子（或分子）每次发光所发出的波列都可以认为是线偏振光，它的光矢量具有一定的方向。

但是，一般光源（比如太阳、LED灯、日光灯管）发出的光是由大量原子的持续时间很短的波列组成，这些波列的振动方向和相位是无规则的、随机变化的。

在观测时间内，在垂直于光传播方向的平面上看，光矢量有着、不同的振动状态，可看作是无数线偏振光的混合，这种光我们称为自然光或非偏振光。