光的偏振与双折射原理

光的偏振与双折射

青岛科技大学

大学物理讲义

光的偏振与双折射

(polarization) 机械横波与纵波的区别 机 械 波 穿 过 狭 缝

光的偏振与双折射

二

自然光 偏振光 一般光源发出的光中， 自然光 ：一般光源发出的光中，包含着各个方 向的光矢量，在所有可能的方向上的振幅都相等(轴 向的光矢量，在所有可能的方向上的振幅都相等 轴 对称),这样的光叫自然光。 对称 ，这样的光叫自然光。

自然光用 自然光用两个互相垂直的、互 互相垂直的 垂直 为独立的(无确定 相位关系 无确定的 关系)、 为独立的 无确定的相位关系 、振 幅相等的光振动表示，并各具有一 幅相等的光振动表示，并各具有一 半的振动能量 。 注意 二互相垂直方向是任选的 . 互相垂直方向是任选的 各光矢量间无固定的相位关系 .青岛科技大学

v vv E

符号表示大学物理讲义

光的偏振与双折射

偏振光(线偏振光) 偏振光(线偏振光) 光振动只沿某一固定方向的光 。

v E振动面

符号表示

v v

部分偏振光 ：某一方向的光振动比与其垂直方 向上的光振动占优势的光为部分偏振光 。 符号表示青岛科技大学 大学物理讲义

光的偏振与双折射

三 偏振片

起偏与检偏

二向色性： 二向色性：某些物质能吸收某一方向的光振动 ,

说课稿

尊敬的各位领导、老师、亲爱的同学们，大家下午好！

今天我说课的题目是：人教版选修3-4 第十三章第一节的内容《光的反射和折射》第1课时。接下来我将从以下六个方面进行我的说课：说教材、说重难点、说学情、说教法学法、说教学过程、说板书设计。

一、教材分析

光现象与我们的生活息息相关，我们能够看到外面世界丰富多彩的景象，就是因为眼睛接收到了光。本节课的主要内容是光的反射定律、折射定律和折射率的公式，而折射率是一个全新的知识点，它对于理解第二节的全反射非常重要。两个定律既是本节课的重点内容，又是本章的重点内容，学好本节课是学好后面几节课的基础。

高考考纲对本节课中，光的折射定律是Ⅱ类要求，对折射率是Ⅰ类要求。

本节课是光学的第一小节，教材在节前首先介绍了光学的发展史。正文直接由生活中的反射和折射现象回顾初中所学知识，接着由光的折射现象中折射角与入射角的定性关系直接给出了光的折射定律。折射定律是研究几何光学的重要法宝，是全章的重点，折射率是掌握折射定律的关键，也是难点。在高中阶段我们只研究在两种介质中，并且其中一种介质是空气的两界面间的折射情况及所遵循的规律。

二、重难点分析

根据以上的教材分析，我确定了本节课的重点是折射定律的应用以及对光的折

说课稿

尊敬的各位领导、老师、亲爱的同学们，大家下午好！

今天我说课的题目是：人教版选修3-4 第十三章第一节的内容《光的反射和折射》第1课时。接下来我将从以下六个方面进行我的说课：说教材、说重难点、说学情、说教法学法、说教学过程、说板书设计。

一、教材分析

光现象与我们的生活息息相关，我们能够看到外面世界丰富多彩的景象，就是因为眼睛接收到了光。本节课的主要内容是光的反射定律、折射定律和折射率的公式，而折射率是一个全新的知识点，它对于理解第二节的全反射非常重要。两个定律既是本节课的重点内容，又是本章的重点内容，学好本节课是学好后面几节课的基础。

高考考纲对本节课中，光的折射定律是Ⅱ类要求，对折射率是Ⅰ类要求。

本节课是光学的第一小节，教材在节前首先介绍了光学的发展史。正文直接由生活中的反射和折射现象回顾初中所学知识，接着由光的折射现象中折射角与入射角的定性关系直接给出了光的折射定律。折射定律是研究几何光学的重要法宝，是全章的重点，折射率是掌握折射定律的关键，也是难点。在高中阶段我们只研究在两种介质中，并且其中一种介质是空气的两界面间的折射情况及所遵循的规律。

二、重难点分析

根据以上的教材分析，我确定了本节课的重点是折射定律的应用以及对光的折

第1页共6页 8 光的偏振习题详解 习题册-上-8

习题八 一、选择题

1．自然光从空气连续射入介质1和介质2（折射率分别为n1和n2）时，得到的反射光a和b都是完全偏振光。已介质1和介质2的折射率之比为1则光的入射角i0为[ ]

（A）30?； （B）60?； （C）45?； （D）75?。 答案：A

解：由题意知，光在两种介质介面上的入射角都等于布儒斯特角，所以有

nntani0?1,tani??tanr?2，r?i0?90?

1n1所以

tanr?tan(90??i0)?n2?3 n13，

i0n1n2ari?b由此得

90??i0?60?，i0?30?

2．一束光强为I0的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后出射光强为I0 /8。已知P1和P3的偏振化方向相互垂直。若以入射光线为轴旋转P2，要使出射光强为零，则P2

至少应转过的角度是 [ ]

（A）30°； （B） 45°

椭圆偏振光法测定介质薄膜的厚度和折射率

Pb04210109 仲海兵 0406

实验目的：1.了解椭偏仪测量薄膜参数的原理。

2.初步掌握反射型椭偏仪的使用方法。

实验原理：

设介质层折射率分别为n1、n2、n3,φ1为入射角,在界面1和界面2处会产生反射光和折射光的多光束干涉,如图(1-1)：

?1 介质n1 界面1

薄膜n2 ?2 衬底n3 界面2

?3 图 1-1 用2?表示相邻两分波的相位差,其中?=2?dn2cos?2/?,用r1p、r1s表示光线的p分量、s分量在界面1的反射系数,用r2p、r2s表示光线的p分量、s分量在界面2的反射系数。由多光束干涉的复振幅计算可知：

Erp?r1p?r2pe?i2?1?r1pr2pe?i2?r1s?r2se?i2?Eip (1) Ers?Eis （2） ?i2?1?r1sr2se 其中Eip和

1．如图11所示，一束光线垂直射到玻璃砖的一个面．作出这束光线进入玻璃砖内的径迹和从斜面离开玻璃砖后的大致径迹．要求在斜面处标出法线．

2．（1）如图所示，画出入射光线AO的折射光线。

3．（3）如图所示，根据给定的反射光线画出由空气斜射到水面的入射光线．

4．你能解释“坐井观天，所见甚小”吗?请你在图中用光学知识画图说明。若井中有水，井底青蛙的位置不变，由于________，青蛙观察到的井上范围将________ (选填“变大”、“变小”或“不变”)。

5．（1）如图所示，一束光从空气斜射到玻璃砖上，请画出玻璃内的折射光线（大致方向）．

6．下图是水中的鱼反射出的一条光线。请在图中画出此光线在空气中的传播方向。

7．如图所示，光源S发出的一条光线射向水面，在水面处发生反射和折射后，反射光线经过A点，水中的折射光线经过P点，请你作出入射光线、反射光线和折射光线。

8．如图所示一束光从半球面上的A 点沿半径方向射入半球形玻璃砖，已知半球形玻璃砖的球心为O，且光线到达半球形玻璃砖下表面处时可以发生折射和反射。请画出这束光线从射入玻璃砖到射出玻璃砖的完整光路图。

9.一束光线从空气斜射到平静的水面上，请在图中画出该入射光线的折射光线大致方向。

《光的折射》教案

广东省珠海市湾仔中学 熊志权 519030

教学目标：

1. 掌握光的折射定律，并能用折射定律解释生活中的现象; 2. 掌握介质的折射率的概念;

3. 通过实验培养学生的观察、概括能力，通过对相关物理量变化规律的学习，培养学生分析、推理判断问题的能力. 教学重点：折射定律和折射率的应用

教学过程：

一、 引入课题：

实验1 .斜放在水中的筷子看上去好象断了。

实验2 .看不到放在没注入水时水槽底的硬币，水槽注满水后便可看见硬币。

提出问题：每天早上我们看到太阳从地平线上升起，我们看到的太阳是在地平线以上还是在地平线以下呢？如何解答这些现象？

二、 讲授新课： 1. 历史回顾：

折射现象发现很早，光从空气进入水中，入射角增大，折射角也增大；（公元二世纪古希腊天文学家托勒密通过实验得到：折射光线跟入射光线在同一个平面内，折射光线和入射光线分居在法线和两侧，折射角正比于入射角）

实验3通过激光演示仪观察入射角与折射角之间的变化规律。这能否说明折射角跟入射角成正比呢？我们可以通过实验测得数据然后再分析。 2. 光的折射定律：

光从空气进入某一种玻璃时（幻灯显示）： 入射角i 折射角r i/r sini/sinr 6035.2 1

相关习题：（光的反射与折射）

一、光的直线传播、光速练习题 一、选择题

1.下列说法中正确的是（ ）

A.光总是沿直线传播 B.光在同一种介质中总是沿直线传播

C.光在同一种均匀介质中总是沿直线传播 D.小孔成像是光沿直线传播形成的 2.下列关于光线的说法正确的是（ ）

A.光源能射出无数条光线 B.光线实际上是不存在的

C.光线就是很细的光束 D.光线是用来表示光传播方向的直线

3.一工棚的油毡屋顶上有一个小孔，太阳光通过它后落在地面上形成一个圆形光斑，这一现象表明( ） A.小孔的形状一定是圆的 B.太阳的形状是圆的 C.地面上的光斑是太阳的像 D.光是沿直线传播的

4.如果一个小发光体发出两条光线，根据这两条光线反向延长线的交点，可以确定（ ） A.发光体的体积 B.发光体的位置 C.发光体的大小 D.发光体的面积

5.无影灯是由多个大面积光源组合而成的，下列关于照明效果的说法中正确的是（ ） A.无影灯没有影子 B.无影灯有本影 C.无影灯没有本影 D.无影灯没有半影 6.关于本影和半影，以下说法中正确的是（ ）

A.点光源照射不透明的物体，只能产生本影B.任何光源照射物体，都将产生本影

第四章 多彩的光 第三节 光的折射（2课时）

【教学目标】

知识与技能

1．了解光的折射现象

2．通过实验认识光的折射规律

3．能用光的折射规律解释生活和自然界的一些现象 过程与方法

1.通过实验观察、认识折射现象，培养学生初步观察的能力

2. 通过对光的折射现象的具体分析，设疑和提出问题，培养学生发现问题和提出问题的科学探究能力

3．使学生进一步了解科学探究活动过程，培养学生初步的探究能力 情感态度与价值观

1.有与他人交流和合作的精神、敢于提出自己不同的见解

2．逐步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的感觉

【教学重点难点】

教学重点

1．探究光的折射规律

2．使学生进一步了解科学探究活动过程，培养学生初步的探究能力 教学难点

实验探究光的折射规律

【教学方法】

实验探究法、讨论法、交流法、讲授法。

【教具准备】

课件、激光笔、视频、刻度尺、投影仪、半圆形玻璃砖、带刻度的圆盘（事先用油性笔画好特殊刻度）

【教学过程】

（一）导入新课

播放黄山海市蜃楼的视频，引入光的折射。

（二）新课讲授

一、光的折射

1.让学生观察身边的折射现象，小组讨论利用桌上的东西做一个小小的生活小实验。讨论后将光的折射定义填入导学案中。挑

§7光的折射与全反射（一）

一、一周知识概述

1、理解折射定律与各物理量之间的关系。

2、掌握用几何方法处理有关光的折射的有关问题。

3、掌握全反射的条件，规律。

二、重难点知识讲解

（一）基础知识

1、光的传播规律

（1）光的直线传播规律、光速

光在同种均匀介质中总是沿直线传播。

各种频率的光在真空中传播速度均为C=3×108m/s

各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即v<C

同一种频率的光在不同介质中传播速度一般不同；不同频率的光在同一种介质中传播速度一般也不同。在同一种介质中，频率越低的光其传播速度越大。

（2）光在射到两种介质的界面上后返回原介质时，其传播规律遵循所谓的反射定律。反射定律的基本内容包含如下三个要点：

①反射光线、法线、入射光线共面；

②反射光线与入射光线分居法线两侧；

③反射角等于入射角，即i=i′

（3）光在射到两种介质的界面上后从第一种介质进入第二种介质时，其传播规律遵循所谓的折射定律。折射定律的基本内容包含如下三个要点；

①折射光线、法线、入射光线共面；

②折射光线与入射光线分居法线两侧；

③入射角与折射角的正弦值之比恰等于第二与第一两种介质的折射率之比，即。

特别是当光从空气（折射率为1）射入折射率为n的