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光的偏振
学习目标：
1．了解偏振现象。
2．知道自然光与偏振光的区别。
3．了解偏振光的应用。
重点：1．偏振光和自然光的区别。
2．理解偏振现象。
难点：偏振光在实际生活中的应用。
知识点一、偏振现象
1．横波只沿某一特定的方向振动的现象称偏振现象。
2．波的偏振
（1）狭缝对横波、纵波的影响：如果在波的传播方向上放一带狭缝的木板，不管狭缝方向如何，纵波都能自由通过狭缝；对横波，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能毫无阻碍地通过狭缝；当狭缝的方向与质点的振动方向垂直时，横波就不能通过狭缝，这种现象叫做偏振。如图所示。
（2）横波独有的特征：偏振现象是横波所特有的，故利用偏振现象可判断一列波是横波还是纵波。
横波与纵波的特点：横波中各点的振动方向总与波的传播方向垂直。纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上。横波有偏振现象。
3．光的偏振
（1）光属于电磁波，是横波，具有偏振性。从普遍光源直接发出的光（自然光），包含在垂直于光的传播方向上一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波是均匀的，不显示偏振性。
如图，自然光通过偏振片后变成偏振光，后面的屏是明亮的，转动偏振片时，偏振光的振动方向随之变化，但屏上亮度不变。
（2）自然光通过偏振片后，只有振动方向跟透振方向一致的光才能通过。这时的光只沿着一个特定的方向振动，显示偏振性。
如图，偏振光经过偏振片时，若光的振动方向与偏振片的“透振方向”平行，屏是亮的；若光的振动方向与偏振片的“透振方向”垂直，屏是暗的；若既不平行也不垂直，屏的亮度介于两者之间，随振动方向与“透振方向”的夹角变大，亮度逐渐变暗。
4．偏振光的获得
（1）利用偏振片来获得偏振光，让自然光通过偏振片，如图所示，当自然光通过偏振片时，就会变成在某一方向上振动的光。
（2）自然光射到两种介质的交界面上，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直。
（3）平时我们所看到的光，除直接从光源射来的以外都是偏振光。
5．起偏器与检偏器：自然光通过偏振片后，变为偏振光，前面的偏振片称为起偏器，后面的偏振片称为检偏器，偏振光的振动方向与偏振片的透振方向是否一致影响着透射光的强度，当两者平行时，透射光光强最大，当两者垂直时，透射光的光强最小。
【题1】如图所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，则关于光屏上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是
A．光屏上光的亮度保持不变 B．光屏上光的亮度会时亮时暗
C．光屏上有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线
D．光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动
【答案】B
【解析】太阳光是自然光，沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P后成为偏振光，当偏振片P与Q平行时，亮度最大，当偏振片P与Q垂直时，光屏没有亮度，所以光屏上光的亮度是由亮到暗，再由暗到亮，不会有亮线产生，故B正确。
【题2】光的偏振现象说明光是横波，下列现象中不能反映光的偏振特性的是
A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光强度发生变化
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之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光
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像更清晰
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹
【答案】D
【解析】通过手指的缝隙观察日光灯，看到彩色条纹是光的衍射现象。其余各项均是光的偏振现象，故选D。
【题3】两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以至没有光通过。如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象
A．透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零
B．透过偏振片的光强先增强，然后减少到非零的最小值
C．透过偏振片的光强在整个过程中都增强
D．透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强
【答案】A
【解析】该题考查起偏器和检偏器的作用。起偏器和检偏器的透振方向垂直时，没有光通过；透振方向平行时，光强度达到最大。当其中一个偏振片转动180°的过程中，两偏振片的透振方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光先增强，又减小到零。所以答案为A。
知识点二、自然光与偏振光
1．自然光：太阳、电灯等普通光源发生的光，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。
2．偏振光：光在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动。这种光叫做偏振光。
3．自然光与偏振光的比较
自然光（非偏振光） 偏振光
光的来源 直接从光源发出的光 自然光通过起偏器后的光
光的振 动方向 在垂直于光的传播方向的平面内， 光振动沿所有方向，且沿各个方向 振动的光强度都相同 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某一特定方向（与起偏器的偏振方向一致）
【特别提醒】①偏振现象在生活中非常普遍，并不是只有自然光通过偏振片后才变为偏振光，生活中除光源直接发出的光外，我们看到的绝大部分光都是偏振光，如自然光射到水面时的反射和折射光线，尤其是二者互相垂直时，都是典型的偏振光，并且是完全偏振光，振动方向相互垂直。
②只有横波才能发生偏振现象，光是横波。
【题4】有关偏振和偏振光的下列说法中，正确的有
A．只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振
B．只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振
C．自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光
D．除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光
【答案】BD
【解析】只有横波才能产生偏振现象，而机械能中也有横波，当然能发生偏振，A选项错误，B选项正确；我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光.自然光不一定非要通过偏振片才能变为偏振光，C选项错误，D选项正确。
【题5】下列说法中正确的是
A．光振动沿各个方向均匀分布的光是自然光 B．光振动沿各个方向均匀分布的光是偏振光
C．光振动沿特定方向的光才是偏振光 D．光振动沿特定方向的光才是自然光
【答案】AC
【解析】根据自然光、偏振光的概念易判断出选项A、C正确。
【题6】对于光的偏振，下列说法正确的是
A．自然光是偏振光
B．自然光通过偏振片后成为偏振光 C．偏振光不能再通过偏振片
D．如果偏振片的透振方向与偏振光的振动方向垂直，偏振光不能透过偏振片
【答案】D
【解析】自然光垂直于传播方向的所有方向上都存在光振动，不是偏振光，A选项错。自然光透过偏振片后的光振动方向只沿着偏振片的透振方向，故自然光透过偏振片后变为偏振光。只要偏振光的振动方向与偏振片的透振方向不垂直就能通过偏振片，当两者方向平行时，透射光强度最大，C选项错误。当两者方向垂直时，偏振光将不能通过偏振片，故D选项正确。
【题7】如图所示，让自然光照射到P、Q两偏振片上，当P、Q两偏振片的透振方向夹角为以下哪些度数时，透射光的强度最弱
A．0° B．30° C．60° D．90°
【答案】D
【解析】当两偏振片的夹角为90°时，偏振光的振动方向与偏振片透振方向垂直。
知识点三、偏振光的应用
1．摄影技术中的应用：由于水或玻璃表面的反射光的干扰，常使景像不清楚，如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰。
2．偏振片在汽车挡风玻璃上的应用：在夜间行车时，迎面开来的车灯眩光常常使司机看不清路面，容易发生事故。如果在每辆车灯玻璃上和司机坐席前面的挡风玻璃上安装一块偏振片，并使它们的透振方向跟水平方向成45°角，就可以解决这一问题。
3．立体电影：立体电影也是利用了光的偏振原理。
【题8】两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过，如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象
A．透过偏振片的光强先增强，然后又减弱到零
B．透过的光强先增强，然后减弱到非零的最小值
C．透过的光强在整个过程中都增强 D．透过的光强先增强，再减弱，然后又增强
【答案】A
【解析】该题考查起偏器和检偏器的作用。起偏器和检偏器的透振方向垂直时，没有光通过；透振方向平行时，光强度达到最大。当其中一个偏振片转动180°的过程中，两偏振片的透振方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光先增强，又减小到零。所以答案为A。
【题9】在拍摄日落时分水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是
A．减少阳光在水面上的反射光 B．阻止阳光在水面的反射光进入照相机镜头
C．增强光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度
D．减弱光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度
【答案】B
【解析】日落时分的阳光照射到水面上时，反射光很强，照相镜头对着水面时，进入镜头的光线既有阳光经水面的反射光，又有由水中折射入空气的折射光．前者光线进入镜头所得实际景物为在水中的倒影的像，而后者光线进入镜头所摄得照片才是水下景物的像，两者在同一底片上相互干扰，使模糊不清．若在镜头上安装一偏振片，转动偏振片方向使其透振方向与反射光的光振动方向垂直，即可最大限度地阻止反射光进入镜头，增强摄像的清晰度。
【题10】在杨氏双缝干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片，若两个偏振片的透振方向相互垂直，则
A．光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减小B．光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增大
C．干涉条纹消失，但仍有光射到光屏上 D．干涉条纹消失，光屏上一片黑暗
【答案】C
【解析】双缝后面各放置一个偏振片后，透过双缝的光为偏振光，当偏振片的透振方向相互垂直时，两偏振光的振动方向相互垂直，不再是相干光，在屏上不发生干涉现象。
【题11】为什么观众戴上一副特殊的眼镜就能看到由立体电影放出的立体图象？
【答案】见解析
【解析】放立体电影时有左右两架放影机同时工作，如上图所示，在每架放映机前装有一块偏振镜子，其偏振方向互相垂直，因此从放映机前偏振镜射出的两束偏振光的偏振方向互相垂直，这两束偏振光经屏幕反射其偏振方向不改变，观众眼睛所戴的偏振眼镜的两只镜片偏振方向互相垂直，且左眼镜片跟左边放映机前偏振镜的偏振方向一致，这样，左眼只能看到左边放映机映出的画面，右眼只能看到右边放映机映出的画面，两眼看到的画面略有差别，因而产生立体感。
【题12】夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，严重影响行车安全，如图。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中可行的是
A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的
B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的
C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
【答案】D
【解析】此题要求自己车灯发出的光经对面车窗反射后仍能进入自己眼中，而对面车灯发出的光不能进入自己的眼中。若前窗的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的光照射到物体上反射回的光线将不能透过窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，所以A错误；若前窗玻璃与车灯玻璃透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照射得司机睁不开眼，B错误；若前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°，则车灯发出的光经物体反射后无法透射进本车窗内，却可以透射进对面车内，C错误，故D正确。光的偏振
学习目标：
1．了解偏振现象。
2．知道自然光与偏振光的区别。
3．了解偏振光的应用。
重点：1．偏振光和自然光的区别。
2．理解偏振现象。
难点：偏振光在实际生活中的应用。
知识点一、偏振现象
1．横波只沿某一特定的方向振动的现象称偏振现象。
2．波的偏振
（1）狭缝对横波、纵波的影响：如果在波的传播方向上放一带狭缝的木板，不管狭缝方向如何，纵波都能自由通过狭缝；对横波，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能毫无阻碍地通过狭缝；当狭缝的方向与质点的振动方向垂直时，横波就不能通过狭缝，这种现象叫做偏振。如图所示。
（2）横波独有的特征：偏振现象是横波所特有的，故利用偏振现象可判断一列波是横波还是纵波。
横波与纵波的特点：横波中各点的振动方向总与波的传播方向垂直。纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上。横波有偏振现象。
3．光的偏振
（1）光属于电磁波，是横波，具有偏振性。从普遍光源直接发出的光（自然光），包含在垂直于光的传播方向上一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波是均匀的，不显示偏振性。
如图，自然光通过偏振片后变成偏振光，后面的屏是明亮的，转动偏振片时，偏振光的振动方向随之变化，但屏上亮度不变。
（2）自然光通过偏振片后，只有振动方向跟透振方向一致的光才能通过。这时的光只沿着一个特定的方向振动，显示偏振性。
如图，偏振光经过偏振片时，若光的振动方向与偏振片的“透振方向”平行，屏是亮的；若光的振动方向与偏振片的“透振方向”垂直，屏是暗的；若既不平行也不垂直，屏的亮度介于两者之间，随振动方向与“透振方向”的夹角变大，亮度逐渐变暗。
4．偏振光的获得
（1）利用偏振片来获得偏振光，让自然光通过偏振片，如图所示，当自然光通过偏振片时，就会变成在某一方向上振动的光。
（2）自然光射到两种介质的交界面上，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直。
（3）平时我们所看到的光，除直接从光源射来的以外都是偏振光。
5．起偏器与检偏器：自然光通过偏振片后，变为偏振光，前面的偏振片称为起偏器，后面的偏振片称为检偏器，偏振光的振动方向与偏振片的透振方向是否一致影响着透射光的强度，当两者平行时，透射光光强最大，当两者垂直时，透射光的光强最小。
【题1】如图所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，则关于光屏上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是
A．光屏上光的亮度保持不变B．光屏上光的亮度会时亮时暗
C．光屏上有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线
D．光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动
【题2】光的偏振现象说明光是横波，下列现象中不能反映光的偏振特性的是
A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光强度发生变化
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之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光
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像更清晰
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹
【题3】两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以至没有光通过。如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象
A．透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零
B．透过偏振片的光强先增强，然后减少到非零的最小值
C．透过偏振片的光强在整个过程中都增强
D．透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强
知识点二、自然光与偏振光
1．自然光：太阳、电灯等普通光源发生的光，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。
2．偏振光：光在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动。这种光叫做偏振光。
3．自然光与偏振光的比较
自然光（非偏振光） 偏振光
光的来源 直接从光源发出的光 自然光通过起偏器后的光
光的振 动方向 在垂直于光的传播方向的平面内， 光振动沿所有方向，且沿各个方向 振动的光强度都相同 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某一特定方向（与起偏器的偏振方向一致）
【特别提醒】①偏振现象在生活中非常普遍，并不是只有自然光通过偏振片后才变为偏振光，生活中除光源直接发出的光外，我们看到的绝大部分光都是偏振光，如自然光射到水面时的反射和折射光线，尤其是二者互相垂直时，都是典型的偏振光，并且是完全偏振光，振动方向相互垂直。
②只有横波才能发生偏振现象，光是横波。
【题4】有关偏振和偏振光的下列说法中，正确的有
A．只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振
B．只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振
C．自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光
D．除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光
【题5】下列说法中正确的是
A．光振动沿各个方向均匀分布的光是自然光 B．光振动沿各个方向均匀分布的光是偏振光
C．光振动沿特定方向的光才是偏振光 D．光振动沿特定方向的光才是自然光
【题6】对于光的偏振，下列说法正确的是
A．自然光是偏振光
B．自然光通过偏振片后成为偏振光 C．偏振光不能再通过偏振片
D．如果偏振片的透振方向与偏振光的振动方向垂直，偏振光不能透过偏振片
【题7】如图所示，让自然光照射到P、Q两偏振片上，当P、Q两偏振片的透振方向夹角为以下哪些度数时，透射光的强度最弱
A．0° B．30° C．60° D．90°
知识点三、偏振光的应用
1．摄影技术中的应用：由于水或玻璃表面的反射光的干扰，常使景像不清楚，如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰。
2．偏振片在汽车挡风玻璃上的应用：在夜间行车时，迎面开来的车灯眩光常常使司机看不清路面，容易发生事故。如果在每辆车灯玻璃上和司机坐席前面的挡风玻璃上安装一块偏振片，并使它们的透振方向跟水平方向成45°角，就可以解决这一问题。
3．立体电影：立体电影也是利用了光的偏振原理。
【题8】两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过，如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象
A．透过偏振片的光强先增强，然后又减弱到零
B．透过的光强先增强，然后减弱到非零的最小值
C．透过的光强在整个过程中都增强 D．透过的光强先增强，再减弱，然后又增强
【题9】在拍摄日落时分水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是
A．减少阳光在水面上的反射光 B．阻止阳光在水面的反射光进入照相机镜头
C．增强光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度
D．减弱光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度
【题10】在杨氏双缝干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片，若两个偏振片的透振方向相互垂直，则
A．光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减小B．光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增大
C．干涉条纹消失，但仍有光射到光屏上 D．干涉条纹消失，光屏上一片黑暗
【题11】为什么观众戴上一副特殊的眼镜就能看到由立体电影放出的立体图象？
【题12】夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，严重影响行车安全，如图。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中可行的是
A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的
B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的
C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°

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