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课件网) 4.6光的偏振 激光 一、 偏振 波分为纵波和横波。在纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上。在横波中，各点的振动方向总与波的传播方向垂直。 不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是不同的。这个现象称为“偏振现象”。例如，一列沿水平方向传播的横波，既可能沿上下方向振动，也可能沿左右方向振动，还可能沿其他“斜”的方向振动。横波的振动方向称为“偏振方向”。 让绳穿过一块带有狭缝的木板，先后将狭缝与振动方向平行放置及与振动方向垂直放置(图4.6-1)。 对于图4.6-1甲的情形，绳上的横波能穿过狭缝，而对于图4.6-1乙的情形则不能。 如图 4.6-2，在一条弹簧上传播的纵波，无论缝的取向如何，波都能穿过。 二 、光的偏振 光的干涉和衍射现象说明光具有波动性。光是横波还是纵波呢 研究表明，光是一种横波。我们可以用与上述实验类似的方法来研究光的偏振。为此，利用“偏振片”代替图4.6-1中带有狭缝的木板来做光学实验。 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，沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，偏振方向与这个方向直的光不能通过，这个方向叫作“透振方向”。偏振片对光波的作用就像图4.6-1中的狭缝对于机械波的作用一样。 观察光的偏振现象 如图4.6-3甲，让阳光或灯光通过偏振片P，在P的另一侧观察，可以看到偏振片是透明的，只是透射光暗了一些。以光的传播方向为轴旋转偏振片P，透射光的强度变化吗 实验演示： 在偏振片P的后面再放置另一块偏振片Q (图4.6-3乙)，以光的传播方向为轴旋转偏振片Q (图4.6-3丙)，观察通过两块偏振片的透射光的强度变化。 怎样解释上面的实验呢 如果光波是纵波，上面演示的现象是否会发生 思考与讨论： 实际上，太阳以及日光灯、发光二极管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动的光波的强度都相同。这种光是“自然光”( 图4.6-4)。 自然光在通过偏振片P时，只有振动方向与偏振片的透振方向一致的光波才能顺利通过。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。这种光叫作偏振光。 P Q 自然光 偏振光 P 叫起偏器 Q 叫检偏器 通过偏振片 P 的偏振光照射到偏振片 Q 时，如果两个偏振片的透振方向平行，那么，通过 P 的偏振光的振动方向与偏振片 Q 的透振方向一致，可以透过 Q (图4.6-3乙)； 如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振动方向跟偏振片 Q的透振方向垂直，不能透过 Q (图4.6-3内)。 偏振光并不罕见。除了从太阳、白炽灯等光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光。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(图4.6-5)，人射角变化时偏振的程度也有变化。 三 、偏振现象的应用 光的偏振现象有很多应用。例如，摄影师在拍摄池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物时，由于水面和玻璃表面的反射光的干扰，景象会不清楚。如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，转动滤光片，让它的透振方向与水面和玻璃表面的反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰 (图4.6-6)。 将一块偏振片放于眼睛的前方，观察通过窗户进入室内的自然光。转动偏振片，你感觉到的明暗有没有明显的变化 再透过偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的自然光，同时转动偏振片。你感觉到的明暗有没有明显的变化 玻璃表面、光滑桌面反射的光是偏振光吗 透过偏振片观察手机等液晶屏幕上的字，你有什么发现 做一做： 四 、激光的特点及其应用 激光作为一种人造光源在科研、通讯、工业生产、军事科技等领域都有着广泛应用， ... ...
