Меню

Поляризация света поперечность световых волн презентация



Презентация «Поляризация света», физика, 11 класс
презентация к уроку по физике (11 класс) на тему

Презентация «Поляризация света» разработана для урока физики в 11 классе.

Скачать:

Вложение Размер
11polyarizatsiya_sveta.ppsx 1.06 МБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Литовко И.В., учитель физики МОАУ СОШ № 1 г. Свободного Поляризация света

Свет – электромагнитная волна?

Поляроиды Пленка кристалла герапатита (0,1 мм) на стеклянную пластинку или целлулоид

Солнцезащитные очки Polaroid

Поляризационная пленка монитора

Поляризованная комета Хейла Боппа

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

На уроке учащиеся знакомятся с естественными и искусственными источниками света, законом прямолинейного распространения света, с природой солнечных и лунных затмений, закрепяют умение построения.

подробный план урока по физике в 8 классе по теме «Законы распространения света».

Данная разработка урока позволяет изучить законы отражения света, научить учащихся решать качественные задачи, выяснить условия, при которых совершается отражение света, осмыслить практическую значимо.

В данной методической разработке даны теория, презентации, задания и тесты для контроля по теме «Отражение света».

Содержание данного теста можно использовать при повторении темы «Волновые свойства света» и подготовке к ЕГЭ.

Разработка урока физики по теме «Источник света. Распространение света» 8 класс.

Источник

Презентация на тему: Поперечность световых волн. Поляризация света

ПОПЕРЕЧНОСТЬ СВЕТОВЫХ ВОЛН. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА Кусочки целлофана между скрещенными поляроидами превращаются в ярко раскрашенный витраж. В поляризованном свете окружающий нас мир выглядит совершенно по другому. Чертежная линейка из прозрачной пластмассы оказывается разрисованной фантастическими цветными полосами. Учитель физики МОУ СОШ №5 г. Балтийска, Калининградской области Синева К. М.

Явления интерференции и дифракции не оставляют сомнений в том, что распространяющийся свет обладает свойствами волн. Но каких волн – продольных или поперечных? Длительное время основатели волновой оптики Юнг и Френель считали световые волны продольными, т. е. подобными звуковым волнам. В то время световые волны рассматривались как упругие волны в эфире, заполняющем пространство и проникающем внутрь всех тел. Такие волны, казалось, не могли быть поперечными, так как поперечные волны могут существовать только в твердом теле. Но как могут тела двигаться в твердом эфире, не встречая сопротивления? Ведь эфир не должен препятствовать движению тел. В противном случае не выполнялся бы закон инерции. Однако постепенно набиралось все больше и больше экспериментальных фактов, которые никак не удавалось истолковать, считая световые волны продольными.

Опыты с турмалином Рассмотрим подробно только один из экспериментов, очень простой и исключительно эффектный. Это опыт с кристаллами турмалина (прозрачными кристаллами зеленой окраски). Кристалл турмалина имеет ось симметрии и принадлежит к числу так называемых одноосных кристаллов. Возьмем прямоугольную пластину турмалина, вырезанную таким образом, чтобы одна из ее граней была параллельна оси кристалла. Если направить нормально на такую пластину пучок света от электрической лампы или солнца, то вращение пластины вокруг пучка никакого изменения интенсивности света, прошедшего через нее, не вызовет . Можно подумать, что свет только частично поглотился в турмалине и приобрел зеленоватую окраску. Больше ничего не произошло. Но это не так. Световая волна приобрела новые свойства.

Эти новые свойства обнаруживаются, если пучок заставить пройти через второй точно такой же кристалл турмалина (рис, 35, а), параллельный первому. При одинаково направленных осях кристаллов опять ничего интересного не происходит: просто световой пучок еще более ослабляется за счет поглощения во втором кристалле. Но если второй кристалл вращать, оставляя первый неподвижным , то обнаружится удивительное явление — гашение света. По мере увеличения угла между осями интенсивность света уменьшается. И когда оси перпендикулярны друг другу, свет не проходит совсем . Он целиком поглощается вторым кристаллом. Как это можно объяснить?

Поперечность световых волн Из описанных выше опытов следует два факта: во-первых, что световая волна, идущая от источника света, полностью симметрична относительно направления распространения (при вращении кристалла вокруг луча в первом опыте интенсивность не менялась) и, во-вторых, что волна, вышедшая из первого кристалла, не обладает осевой симметрией (в зависимости от поворота второго кристалла относительно луча получается та или иная интенсивность прошедшего света). Продольные волны обладают полной симметрией по отношению к направлению распространения (колебания происходят вдоль этого направления, и оно является осью симметрии волны). Поэтому объяснить опыт с вращением второй пластины, считая световую волну продольной, невозможно.

Полное объяснение опыта можно получить, сделав два предположения. Первое предположение относится к самому свету. Свет – поперечная волна. Но в падающем от обычного источника пучке волн присутствуют колебания всевозможных направлений, перпендикулярных направлению распространения волн

Согласно этому предположению световая волна обладает осевой симметрией, являясь в то же время поперечной. Волны, например, на поверхности воды такой симметрией не обладают, так как колебания частиц воды происходят только в вертикальной плоскости. Световая волна с колебаниями по всем направлениям, перпендикулярным направлению распространения, называется естественной. Такое название оправдано, так как в обычных условиях источники света создают именно такую волну. Данное предположение объясняет результат первого опыта. Вращение кристалла турмалина не меняет интенсивность прошедшего света, так как падающая волна обладает осевой симметрией (несмотря на то, что она поперечная).

Второе предположение, которое необходимо сделать, относится к кристаллу. Кристалл турмалина обладает способностью пропускать световые волны с колебаниями, лежащими в одной определенной плоскости (плоскость Р на рис. 37). Такой свет называется поляризованным или, точнее, плоскополяризованным в отличие от естественного света, который может быть назван также неполяризованным. Это предположение полностью объясняет результаты второго опыта. Из первого кристалла выходит плоскополяризованная волна. При скрещенных кристаллах (угол между осями 90°) она не проходит сквозь второй кристалл. Если оси кристаллов составляют между собой некоторый угол, отличный от 90°. то проходят колебания, амплитуда которых равна проекции амплитуды волны, прошедшей через первый кристалл, на направление оси второго кристалла.

Прямыми опытами доказано, что световая волна является поперечной. В поляризованной световой волне колебания происходят в строго определенном направлении.

Работа ЖКД основана на явлении поляризации светового потока. Известно, что так называемые кристаллы-поляроиды способны пропускать только ту составляющую света, вектор электромагнитной индукции которой лежит в плоскости, параллельной оптической плоскости поляроида. Для оставшейся части светового потока поляроид будет непрозрачным. Таким образом поляроид как бы «просеивает» свет. Этот эффект называется поляризацией света. Когда были изучены жидкие вещества, длинные молекулы которых чувствительны к электростатическому и электромагнитному полю и способны поляризовать свет, появилась возможность управлять поляризацией. Эти аморфные вещества за их схожесть с кристаллическими веществами по электрооптическим свойствам, а также за способность принимать форму сосуда, назвали жидкими кристаллами.

Поляризационный фильтр действует примерно как решётка с длинными и очень узкими отверстиями. Он пропускает только те волны, которые осциллируют вдоль направления этой решётки. Все остальные волны, осциллирующие в других направлениях, блокируются. Все волны, прошедшие сквозь решётку, осциллируют в одном и том же направлении — свет «поляризован». Поляризация света может быть различной — это зависит от угла, под которым светит солнце. Этот угол меняется в зависимости от вашего местоположения в мире и от времени дня. Когда солнце прямо над головой — эффект выражен слабее, чем когда солнце у горизонта. Очень впечатляющие результаты можно получить, когда солнце уже почти зашло за горизонт.

Это интересно. Поиску обитаемых планет у ближайших звезд могут помочь радуги, пишет ABC со ссылкой на журнал Astrobiology. Спектральное разложение света может быть достоверным индикатором присутствия жидкой воды, необходимой для формирования жизни земного типа. Астробиолог Джереми Бэйли (Jeremy Bailey) из австралийского Macquarie University уточняет, что при исследовании планет ученые будут ориентироваться на поляризацию света – физическое явление, родственное его разложению при возникновении радуги как таковой. Определение угла поляризации позволяет с высокой точностью определять состав жидкости, преломляющей свет. Именно таким путем был установлен состав облаков на Венере, где свет проходил сквозь капли концентрированной серной кислоты. Поляриметрические исследования рассматриваются исследователями как дополнительный метод к спектроскопии – основному способу изучения экстрасолнечных планет, позволяющему получить данные об их составе, но не дающей возможности определить, в частности, находится вода на небесном теле в жидком или газообразном состоянии.

Источник

Презентация «Поляризация света»

Презентация предназначена для изучения поперечных свойств света в 11 классе.

Просмотр содержимого документа
«Презентация «Поляризация света»»

Свет – это поперечная электромагнитная волна, которая лежит в диапазоне длин волн от 380 нм до 780 нм

Но интерференция и дифракция не доказывают поперечность световых волн.

Как же опытным путем можно доказать, что свет является поперечной волной?

В 1669 г. датский учёный Эразм Бартолин сообщил о своих опытах с кристаллами известкового шпата (CaCO 3 ), чаще всего имеющими форму правильного ромбоэдра, которые привозили возвращающиеся из Исландии моряки. Он с удивлением обнаружил, что луч света при прохождении сквозь кристалл расщепляется на два луча.

Если на толстый кристалл исландского шпата направить узкий пучок света, то из кристалла выйдут два пространственно разделенных луча, параллельных друг другу и падающему лучу.

Даже в том случае, когда первичный пучок падает на кристалл нормально, преломленный пучок разделяется на два, причем один из них является продолжением первичного, а второй отклоняется.

Второй из этих лучей получил название необыкновенного, а первый — обыкновенного.

В кристалле исландского шпата имеется единственное направление, вдоль которого двойное лучепреломление не наблюдается. Направление в оптически анизотропном кристалле, по которому луч света распространяется, не испытывая двойного лучепреломления, называется оптической осью кристалла.

Любая прямая, проходящая параллельно данному направлению, является оптической осью кристалла .

Кристаллы в зависимости от типа их симметрии бывают одноосные и двуосные.

В 1808 г. французский физик Этьен Луи Малюс

сформулировал смысл явления поляризации света — выделение из естественного света лучей, имеющих упорядоченную структуру.

В 1860—1865 Максвелл создал теорию электромагнитного поля, из которой следовало существование электромагнитных волн. Если считать естественный свет потоком огромного количества разных электромагнитных волн, то:

Поляризация — выделение из естественного света электромагнитных волн с ориентированными в одной плоскости колебаниями вектора напряженности.

ОПЫТЫ С ТУРМАЛИНОМ

Кристалл турмалина имеет ось симметрии и принадлежит к числу одноосных кристаллов. Возьмем прямоугольную пластину турмалина, вырезанную таким образом, чтобы одна из ее граней была параллельна оси кристалла.

Если направить нормально на такую пластину пучок света, то вращение пластины вокруг пучка никакого изменения света, прошедшего через него, не вызовет.

На первый взгляд может показаться, что свет частично поглотился в кристалле и больше ничего не произошло.

Однако световая волна приобрела новые свойства.

ОПЫТЫ С ТУРМАЛИНОМ

Эти новые свойства обнаруживаются, если пучок заставить пройти через второй точно такой же кристалл турмалина, параллельный первому. При одинаково направленных осях кристалла ничего, кроме ослабления пучка не происходит.

Если второй кристалл вращать, оставляя первый неподвижным, то обнаружится явление гашения света.

По мере увеличения угла между осями интенсивность света уменьшается.

Когда оси перпендикулярны друг другу, свет не проходит совсем.

Из описанных выше опытов следует два факта:

1) Световая волна, идущая от источника света, полностью симметрична относительно направления распространения

(при вращении кристалла вокруг луча в первом опыте не менялась).

2) Волна, вышедшая из первого кристалла, не обладает осевой симметрией.

Источники света(Солнце, фонари) испускают свет, в котором световые колебания происходят симметрично по всем направлениям.

Свет, в котором световые колебания происходят по всем направлениям,

называется естественным светом.

Кристалл турмалина пропускает только те световые колебания, которые происходят параллельно оси симметрии кристалла

Свет, в котором световые колебания происходят только в одном направлении, называется поляризованным светом.

Свет – поперечная волна. Но в падающем от обычного источника пучке волн присутствуют колебания всевозможных направлений, перпендикулярных направлению распространения волн.

Согласно этому световая волна обладает осевой симметрией, являясь в то же время поперечной.

Кристалл турмалина обладает способностью пропускать световые волны с колебаниями, лежащими в одной определенной плоскости.

Световые волны с колебаниями, лежащими в одной определенной плоскости называются плоскополяризованными.

Из первого кристалла выходит плоскополяризованная волна.

При скрещенных кристаллах (угол между осями 90°) она не проходит сквозь второй кристалл.

Если оси кристаллов составляют между собой некоторый угол, отличный от 90°, то проходят колебания, амплитуда которых равна проекции амплитуды волны, прошедшей через первый кристалл, на направление оси второго кристалла.

Что же такое поляризатор?

Поляризатор, устройство для получения полностью или частично поляризованного оптического излучения из излучения с произвольными поляризационными характеристиками.

(Поляризатор — пластина по середине)

Способы поляризации света

Отражение света от границы двух диэлектриков

Прохождение света через поляроиды

Преломление света на границе двух диэлектриков

при отражении от границы двух диэлектриков

Степень поляризации зависит от угла падения световых лучей , при некотором угле падения (угол Брюстера) отраженный луч полностью поляризуется.

Хорошо поляризуют свет стекла, поверхность воды, асфальт.

Металлы свет не поляризуют!

при преломлении от границы двух диэлектриков

Преломленный луч поляризуется только частично, но пропуская свет последовательно через несколько прозрачных плоскопараллельных пластин можно достичь значительной поляризации света.

Для видимой области спектра пластины делают из оптического стекла очень малой толщины, чтобы уменьшить потери света путем поглощения.

Полную поляризацию света дают 16 стеклянных пластин с показателем преломления n = 1,5.

Поляризация света с помощью поляроидов

Некоторые кристаллы (исландский шпат, турмалин ) пропускают световые колебания только определенного направления.

В настоящее время для поляризации света применяются поляроиды. Поляроиды представляют собой стеклянные пластинки, в которые вкраплены большое количество одинаково ориентированных кристалликов турмалина.

  • Выделение волн с заданной плоскостью колебаний вектора Е.

Гашение бликов отраженного света

  • Вращение плоскости поляризации в напряженных элементах прозрачных тел

Например, определение концентрации раствора сахара при его производстве по углу поворота плоскости поляризации света, прошедшего через струю раствора .

  • Вращение плоскости поляризации некоторыми веществами — при анализе состава растворов и расплавов
  • Зависимость ориентации плоскости поляризации разного цвета волн от особенностей кристаллической структуры твердого тела .

По двойному лучепреломлению можно изучать структуру сложных кристаллов

В основе принципа действия поляризационных микроскопов лежит получение изображения исследуемого объекта при его облучении поляризационными лучами, которые в свою очередь должны быть сгенерированы из обычного света с помощью специального прибора — поляризатора.

Солнцезащитные поляризационные очки

Поляризационные очки защищают глаза от ослепляющих бликов, которые представляют собой отраженный от различных поверхностей свет. Световые лучи отражаются от дорожного полотна, лежащего на земле снега, от водной поверхности, от стен и крыш домов. Эти отраженные световые лучи образуют блики. Блики ухудшают качество зрения, мешают видеть детали, яркие блики ослепляют.

Отражение тем сильнее, чем выше отражающая способность поверхности. Ослепление водителя в этих ситуациях увеличивает риск возникновения аварийной ситуации на дороге.

Солнцезащитные поляризационные очки обладают способностью блокировать отраженные световые лучи и таким образом улучшают качество зрение, повышают контраст изображения, увеличивают зрительный комфорт в целом.

Устройство поляризационных очков

В поляризационных очках установлены специальные поляризационные очковые линзы, обладающие способностью блокировать отраженный от горизонтальных поверхностей солнечный свет.

Поляризационные линзы обычно представляют собой многослойную конструкцию, внутри которой находится прозрачная поляризационная пленка. Поляризационная пленка установлена в линзы так, что она пропускает свет, имеющий только вертикальную поляризацию. Световые лучи, отраженные от горизонтальных поверхностей (заснеженного поля, водной поверхности и др.), имеют, наоборот, горизонтальную поляризацию и поэтому не проходят через поляризационные линзы.

В то же время лучи, исходящие от других объектов, неполяризованные и поэтому проходят через поляризационные линзы и формируют четкое изображение на сетчатке глаза.

Обычные солнцезащитные очки просто затемняют видимую среду, не защищают от бликов . Очки с поляризационными линзами препятствуют проникновению отраженного от различных предметов света, пропускают только свет , полезный для глаза человека.

Невозможно представить современную фотографию без поляризационных светофильтров. Он представляет собой пластинку из специального материала, укрепленную между двумя плоскими стеклами и поляризующую свет. Вся это система монтируется в специальной вращающейся оправе,

на которой наносится метка, показывающая положение плоскости поляризации. Поляризационный светофильтр увеличивает на фотографии резкость и чистоту цвета , помогает устранить блики. За счет этого на фотографии лучше проявляется собственный цвет предметов, увеличивается насыщенность цвета.

Источник

Читайте также:  Не горит индикатор выключателя света
Adblock
detector