光的偏振（polarization of light）振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志。光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象叫做光的偏振。只有横波才能产生偏振现象，故光的偏振是光的波动性的又一例证。在垂直于传播方向的平面内，包含一切可能方向的横振动，且平均说来任一方向上具有相同的振幅，这种横振动对称于传播方向的光称为自然光（非偏振光）。凡其振动失去这种对称性的光统称偏振光。
　　1、线偏振光
　　在光的传播过程中，只包含一种振动，其振动方向始终保持在同一平面内，这种光称为线偏振光（或平面偏振光)。你可以通过一个实验想象这是一种什么景象：你把一根绳子的一头拴在邻居院子里的树上，另一头拿在你手里。再假定绳子是从篱笆的两根竹子的正当中穿过去的。如果你现在拿绳子上下振动，绳子产生的波就会从两根竹子之间通过，并从你的手传到那棵树上。这时，那座篱笆对你的波来说是"透明的"。但是，要是你让绳子左右波动，绳子就会撞在两根竹子上，波就不会通过篱笆了，这时这座篱笆就相当于一个起偏振器件。
　　2、部分偏振光
　　光波包含一切可能方向的横振动，但不同方向上的振幅不等，在两个互相垂直的方向上振幅具有最大值和最小值，这种光称为部分偏振光。自然光和部分偏振光实际上是由许多振动方向不同的线偏振光组成。
　　当光线从空气（严格地说应该是真空）射入介质时，布儒斯特角的正切值等于介质的折射率n。由于介质的折射率是与光波长有关的，对同样的介质，布儒斯特角的大小也是与光波长有关的。以光学玻璃折射率1.4-1.9计算，布儒斯特角大约为54-62度左右。当入射角偏离布儒斯特角时，反射光将是部分偏振光。
　　3、椭圆偏振光
　　在光的传播过程中，空间每个点的电矢量均以光线为轴作旋转运动，且电矢量端点描出一个椭圆轨迹，这种光称为椭圆偏振光。迎着光线方向看，凡电矢量顺时针旋转的称右旋椭圆偏振光，凡逆时针旋转的称左旋椭圆偏振光。椭圆偏振光中的旋转电矢量是由两个频率相同、振动方向互相垂直、有固定相位差的电矢量振动合成的结果。
　　4、圆偏振光
　　旋转电矢量端点描出圆轨迹的光称圆偏振光，是椭圆偏振光的特殊情形。在我们的观察时间段中平均后，圆偏振光看上去是与自然光一样的。但是圆偏振光的偏振方向是按一定规律变化的，而自然光的偏振方向变化是随机的，没有规律的。
　　应用：
　　1. 电子表的液晶显示用到了偏振光。
　　两块透振方向相互垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，盒内液晶层的上下是透明的电极板，它们刻成了数字笔画的形状。外界的自然光通过第一块偏振片后，成了偏振光。这束光在通过液晶时，如果上下两极板间没有电压，光的偏振方向会被液晶旋转90度（这种性质叫做液晶的旋光性），于是它能通过第二块偏振片。第二块偏振片的下面是反射镜，光线被反射回来，这时液晶盒看起来是透明的。但在上下两个电极间有一定大小的电压时，液晶的性质改变了，旋光性消失，于是光线通不过第二块偏振片，这个电极下的区域变暗，如果电极刻成了数字的笔画的形状，用这种方法就可以显示数字。
　　偏振镜效果
　　2. 在摄影镜头前加上偏振镜消除反光。
　　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，这是由于光线的偏振而引起的。在拍摄时加用偏振镜，并适当地旋转偏振镜面，能够阻挡这些偏振光，借以消除或减弱这些光滑物体表面的反光或亮斑。要通过取景器一边观察一边转动镜面，以便观察消除偏振光的效果。当观察到被摄物体的反光消失时，既可以停止转动镜面。
　　3. 摄影时控制天空亮度，使蓝天变暗。
　　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，蓝天变的很暗，突出了蓝天中的白云。偏振镜是灰色的，所以在黑白和彩色摄影中均可以使用。
　　4. 使用偏振镜看立体电影
　　在观看立体电影时，观众要戴上一副特制的眼镜，这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片。立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍摄下景物的像,制成电影胶片。在放映时，通过两个放映机，把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映，使这略有差别的两幅图像重叠在银幕上。这时如果用眼睛直接观看，看到的画面是模糊不清的，要看到立体电影，就要在每架电影机前装一块偏振片，它的作用相当于起偏器。从两架放映机射出的光，通过偏振片后，就成了偏振光.左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众处，偏振光方向不改变.观众用上述的偏振眼镜观看，每只眼睛只看到相应的偏振光图象，即左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，这样就会像直接观看那样产生立体感觉。这就是立体电影的原理。
　　当然,实际放映立体电影是用一个镜头，两套图象交替地印在同一电影胶片上，还需要一套复杂的装置。光在晶体中的传播与偏振现象密切相关，利用偏振现象可了解晶体的光学特性，制造用于测量的光学器件，以及提供诸如岩矿鉴定、光测弹性及激光调制等技术手段。
　　5、生物的生理机能与偏振光
　　人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆虫的眼睛对偏振却很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支单眼、两支复眼，每个复眼包含有6300个小眼，这些小眼能根据太阳的偏光确定太阳的方位，然后以太阳为定向标来判断方向，所以蜜蜂可以准确无误地把它的同类引到它所找到的花丛。
　　再如在沙漠中，如果不带罗盘，人是会迷路的，但是沙漠中有一种蚂蚁，它能利用天空中的紫外偏光导航，因而不会迷路。
　　6、汽车使用偏振片防止夜晚对面车灯晃眼
　　远光灯是非常讨厌的，但是利用光的偏振可以解决这个问题。我们可以将汽车灯罩设计成斜方向45°的偏振镜片，这样射出去的光都是有规律的斜向光。汽车驾驶员戴一副夜间眼镜，偏振方向与灯罩偏振方向相同。如此一来，驾驶员只能看到自己汽车射出去的光，而对面汽车射来光的震动方向，正好是与本方向汽车程90°角，那样对面的车灯光线就不会再晃到驾驶员的眼睛。
　　当然这个设想要实现还是需要很漫长的道路的，首先世界必须制定一个统一的标准，来规定灯罩与眼镜的偏振方向；其次偏振眼镜必然会损失一部分光线，那么驾驶员的视野会受到影响；而且汽车大灯的功率都很大，其一半的能量都被偏振镜片吸收，一定会产生大量的热，对于汽车灯罩的做工，也是一个非常大的考验。

可以用在照相机 去除因反射回来的光造成的影响

车的挡风玻璃，有些眼镜

1、 电子表的液晶显示用到了偏振光。两块透振方向相互垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，盒内液晶层的上下是透明的电极板，它们刻成了数字笔画的形状。外界的自然光通过第一块偏振片后，成了偏振光。

2、 在摄影镜头前加上偏振镜消除反光。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，这是由于光线的偏振而引起的。

3、 摄影时控制天空亮度，使蓝天变暗。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，蓝天变的很暗，突出了蓝天中的白云。偏振镜是灰色的，所以在黑白和彩色摄影中均可以使用。

4、汽车使用偏振片防止夜晚对面车灯晃眼远光灯是非常讨厌的，但是利用光的偏振可以解决这个问题。

1、 手机屏幕，电脑屏幕，计算器是用的液晶显示，也是偏振光；

2、 太阳镜。太阳很大时，地面反射的偏振光很刺眼，可以借助偏振太阳镜block掉偏振强光；

3、 探测外部星体。因为因星体周围的尘埃而散射光是偏振光，探测到偏振光就能知道星体；

4、 光纤可以利用两个不同的偏振态来提高传输信号的速度；

5、 目标检测。有时候强度特征不明显的物体用普通拍照技术看不出来，但是偏振图片就非常明显，常用于军事；

6、 质量检测。 一些塑料产品是双折射材料，加在两个正交的偏振片中能看见不同的颜色；

7、 疾病诊断。病变细胞和正常细胞在光照射下偏振状态不同。

课前预习学案

一、预习目标：
偏振光与自然光的区别
二、预习内容
1.偏振光：自然光垂直透过某一偏振片后，其光振动方向只沿着偏振片的___________方向，这种现象就叫做光的___________，这样的光叫做___________，光的____________证明光是___________波.
2.自然光：由太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿___________方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波强度都___________，这样的光叫___________.
三、提出疑惑
同学们，通过你们的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
疑惑点疑惑内容

课内探究学案

一、学习目标： 1、观察振动的偏振现象
2、知道只有横波才有偏振现象
3、知道偏振光和自然光的区别
4、能运用偏振知识来解释生活中的一些常见光现象
重点难点： 重点是知道光的偏振现象及光的偏振现象说明光是一种横波
二、学习过程：
复习与回顾：
1、光的干涉是指
2、光的衍射是指
3、光的干涉和衍射现象均说明
4、机械波根据 ，把波分为横波和纵波。光既然也是一种波，那么，光波是横波还是纵波呢？
5、动手试试教材64页的演示，看看这个实验说明什么？
【导读】仔细研读教材P64-66，完成学习目标
【导思】
1、什么是偏振片？偏振片的特性是什么？

2、观察65页的演示实验，实验结果说明什么？

3、什么叫自然光？什么叫偏振光？

4、对照两个演示实验，总结光到底是横波还是纵波？请阐述你的理由

5、举例说明偏振现象有哪些应用

【做一做】
1、将一个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，你感觉到的阴暗有没有明显的变化？

【点拨】无明显变化。因为自然光包含在垂直传播方向上一切方向的光且沿各个方向振动的光波的强度相同。
2、通过偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的灯光或窗外的光，同时转动偏振片，你感觉到的明暗有无明显的变化？玻璃表面、光滑桌面的反射光是偏振光吗？
【点拨】明暗有明显变化。因为玻璃表面、光滑桌面反射来的灯光或窗外的光及玻璃折射的光都是偏振光。
3、将偏振片叠放在数字式电子表的液晶显示屏上，观察显示屏亮度的变化，为什么沿不同方向放置时会有不同的亮度？

【点拨】因为电子表的液晶数字显示屏上、下两个板面处有两片偏振片，将偏振片放在显示屏上，使进入上表面的光的强度发生变化，导致显示屏亮度变化。

（三）反思总结：

（四）当堂检测
1.纵波不可能产生的现象是（ )
A.偏振现象 B.反射现象 C.折射现象 D.衍射现象
2.下列哪些波能发生偏振现象（ )
A.声波 B.电磁波 C.横波 D.纵波
3.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
4.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
5.如图13-6-5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（ )

图13-6-5
A.0° B.30° C.60° D.90°
6.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
7.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
8.为什么所有的汽车挡风玻璃和大灯都装上透振方向与水平面成45°的偏振片时，夜间出车时会防止眩晕？
课后练习与提高

1、关于电磁波谱中的各种电磁波，以下说法正确的是 （ ）
A、电磁波中最易出现干涉、衍射的是无线电波
B、电磁波中最易显示出的是γ射线
C、各种色光在真空中频率不同，同一色光在各种介质中折射率相同
D、各种色光在同一介质中波长不同，同一色光在真空中的波长比在任何介质中的波长都长
2、关于光是电磁波，下列论述中正确的是 （ ）
A、法拉第首先从理论上得出了电磁波的传播速度和实验测得的光速相同
B、赫兹用实验测定并计算出了电磁波的波速，跟前人预言符合得相当好
C、电磁波跟光一样都具有反射、折射、干涉、衍射等性质
D、麦克斯韦首先提出光是一种电磁波
3、国家863计划中的一个重点项目所研究的X光激光（频率范围很窄的高强度X射线），有着广泛的应用前景，用X光激光给细胞“照像”，主要利用了X光的以下哪个特点 （ ）
A、杀菌作用 B、化学作用 C、波长短 D、粒子性
4、风云二号卫星发送回地面的红外云图是由卫星上设置的具有接收云层辐射的红外线感应器完成的，云图上的黑白程度由辐射红外线的云层的温度高低决定，这是利用红外线的（ ）
A、不可见性 B、穿透性 C、热效应 D、化学反应
5医学上将激光束的宽度聚集到纳米的范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，除去癌症、遗传疾病等，这是利用了激光的 （ ）
A、单色性 B、平行性 C、高能性 D、粒子性
6、（04年春季上海综合题）近年来，无线光通信技术（不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段）在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景。关于红外线和光通信，以下说法中正确的是（ ）
A、光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程
B、光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输
C、红外线的频率比可见光的频率高
D、红外光子的能量比可见光子的能量大
7、某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下一些规律，其中说法正确的是 （ ）
A、若狭缝与灯丝平行，衍射条纹与狭缝平行 B、若狭缝与灯丝垂直，衍射条纹与狭缝垂直
C、衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关 D、衍射条纹的间距与光的波长有关
8、 用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图形，观察到它们的现象，其中说法正确的是 （ ）
A.用小园盘时中央暗 B. 用小园盘时中央亮
C. 中央均为亮点的同心圆形条纹 D. 中央均为暗点的同心圆形条纹
9．采用红外线烘干油漆，红外烤箱烤制鸡鸭，其理由是因为（ ）
A.红外线热作用显著,烧烤的时间短
B.红外线热作用显著,但加热缓慢,油漆不易产生皱纹,烤鸡鸭不易烤焦
C. 红外线热作用显著、衍射现象也比较明显,可使油漆内外干燥,鸡鸭内外受热差别小
D．红外线热作用不显著，但可使受热物体温度升高一致
10．通过一块偏振片分别去观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板的光，当以入射光线为轴转动偏振片时，能够观察到光线强弱有变化的是（ ）
A、电灯 B、蜡烛 C、月亮 D、反光的黑板
11．如图所示，让太阳光通过遮光板M 中的小孔S ，在M的右方放一偏振片P ，P 的右方再放一光屏Q ，现以光的传播方向为轴逐渐旋转偏振片P ，关于屏Q 上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是（ ）
A、先变亮后变暗
B、先变暗后变亮
C、亮度不变
D、光先变暗后变亮，再变暗，再变亮
12．沙尘暴是由于土地沙化形成的恶劣气象现象，发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗。这是由于发生沙尘暴时（ ）
A、只有波长较长的一部分光才能到达地面
B、只有波长较短的一部分光才能到达地面
C、只有频率较大的一部分光才能到达地面
D、只有能量较大的光子才能到达地面
13．早上太阳从东方地平线升起，人们看到的太阳是红色的，这是因为 （ ）
A、红光沿直线传播 B、红光的波长长 ，衍射现象明显
C、红光的折射率小，传播速度大 D、红光更容易引起人们的视觉
14．仿生学是现代科学的一个分支，它通过研究生物的结构和功能，从而制造类似于生物的装置，发挥相似的功能。响尾蛇能够在夜间看清物体，是因为它能够接收、感知无论是白天，还是夜晚都可以发出的红外线；响尾蛇导弹是一种被动制导的空对空导弹，它能够准确地击中敌方目标，其原因是 （ ）
A、它像雷达一样，导弹辐射的电磁波被敌方目标反射回来确定位置，然后击中目标
B、它不同于雷达，它本身不能辐射电磁波，靠接受目标的电磁波制导
C、雷达和响尾蛇导弹一样，都是本身不辐射，而靠目标辐射的电磁波工作
D、响尾蛇导弹是仿响尾蛇，雷达是仿蝙蝠。

当堂检测答案：
1．思路解析：因为纵波的传播方向与振动方向在同一条直线上，所以不可能产生偏振现象.
答案：A
2．思路解析：声波为机械波且为纵波，纵波不发生偏振，电磁波为横波，能发生偏振.
答案：BC
3．思路解析：根据自然光、偏振光的概念易判断出选项A、C正确.
答案：AC
4．思路解析：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，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.
答案：BD
5．思路解析：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.
答案：D
6．思路解析：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，即可限度地阻止反射光进入镜头，增强摄像的清晰度.
答案：B
7．思路解析：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.
答案：C
8．思路解析：汽车照明大灯的灯丝发出的自然光，经大灯上的偏振片后，透射出的是振动方向与水平面成45°角的偏振光，当对面来车时，对面车挡风玻璃上偏振片的方向恰好与射到它上面的光的透振方向垂直，所以对面的司机不会因眼睛受到强光照射而眩晕，同理自己也不会因对方车照射而眩晕，这样提高了交通安全程度.
课后练习与提高
1．ABD 2.BCD 3.C 4.C 5.C 6.AB 7.ACD
8.C 9.C 10.CD 11.C 12.A 13.B 14.BD