偏振光的前途

1、偏振光的“前途”摘要：本文主要介绍偏振光的概念，偏振光的分类，及偏振光的应 用。立足课堂所学的知识基础，对偏振光进行更深层次的探讨， 并着重介绍了偏振光的应用，及自己对偏振光应用的一些预想， 把物理引进生活，学以致用，丰富了物理知识世界，在生活中学 习物理。关键字：偏振光横波光矢量振动正文：偏振光(polarized light )，是指光波的光矢量方向不变， 只是其大小随相位变化的光。通过一块偏振片直接观察自然光(如灯光或阳光)，透过偏振片的光虽然变成了偏振光，但由于 人的眼睛没有辨别偏振光的能力，故无法察觉。如果我们把第一 块偏振片的方位固定，而把第二块偏振片缓慢地转动，就可发现 透射光的

2、强度随着第二块偏振片转动而出现周期性的变化，而且 每转过90就会重复出现发光强度从最大逐渐减弱到最暗；继续 转动第二块偏振光则光强又从接近于零逐渐增强到最大。由此可 知，通过第一块的透射光与原来的入射光性质是有所不同的，这 说明经过第一块的透射光的振动对传播方向不具有对称性。自然 光经过偏振片后，改变成为具有一定振动方向的光。这是由于偏 振片中存在着某种特征性的方向，叫做偏振化方向，偏振片只允 许平行于偏振化方向的振动通过，同时吸收垂直于该方向振动的 光。通过偏振片的透射光，它的振动限制在某一振动方向上，我 们把第一个偏振片叫做“起偏器”，它的作用是把自然光变成偏振 光，但是人的眼睛不能辨别偏

3、振光。必须依靠第二片偏振片去检 查。第二个偏振片帮助我们辨别出偏振光，因此它也称为“检偏 器”。按照其性质，偏振光又可分为平面偏振光（线偏光）、圆偏 振光和椭圆偏振光、部分偏振光几种。如果光波 电矢量的振动 方向只局限在一个确定的平面内，则这种偏振光称为平面偏振光， 若轨迹在传播过程中为一直线，故又称线偏振光。如果光波电矢 量随时间作有规则地改变，即电矢量末端轨迹在垂直于传播方向 的平面上呈圆形或椭圆形，则称为圆偏振光或椭圆偏振光。当传 播方向相同，振动方向相互垂直且相位差恒定为=（ 2k1/2）n 的两平面偏振光叠加后可合成光矢量有规则变化的圆偏振光。圆 偏振光的电矢量大小保持不变，而方向随

4、时间变化。相位差为*= （2k+1/2）n时为右旋圆偏振光，相位差为$=（ 2k-1/2）n时 为左旋圆偏振光。当果光波电矢量的振动在传播过程中只是在某 一确定的方向上占有相对优势，这种偏振光就称为部分偏振光。偏振光的应用更为广泛，在医疗、摄影、3D电影、LED显示、 汽车反光镜等上偏振光应用都有所体现。红外偏振光在医疗范围的应用，运动性疼痛一一各种亚急性 慢性肌肉痛和关节痛，各种 骨关节退行性病变所致的疼痛：颈 椎病、肩周;腰椎间盘突出症、足跟痛与足底痛及各种关节炎等。 偏振光可用于对药物有变态反应的高龄、出血性疾病等不宜神经 阻滞的患者。可与各种药物疗法并用。操作者无须较高的医疗技 术在医

5、师指导下护士即可完成局部普通照射操作。偏振光在汽车车灯上的应用，汽车夜间在公路上行驶与对面 的车辆相遇时，为了避免双方车灯的眩目，司机都关闭大灯，只 开小灯，放慢车速，以免发生车祸。如驾驶室的前窗玻璃和车灯 的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振化方向都沿同一方 向并与水平面成45度角，那么，司机从前窗只能看到自己的车 灯发出的光，而看不到对面车灯的光,这样,汽车在夜间行驶时， 即不要熄灯，也不要减速，可以保证安全行车。偏振光在立体电影上的应用，在拍摄立体电影时，用两个摄 影机，两个摄影机的镜头相当于人的两只眼睛，它们同时分别拍 下一物体的两个画像，放映时把两个画像同时映在银幕上。如果 设法

6、使观众的一只眼睛只能看到其中一个画面，就可以使观众得 到立体感。为此，在放映时，两个放像机每个放像机镜头上放一 个偏振片，两个偏振片的偏振化方向相互垂直，观众戴上用偏振 片做成的眼镜，左眼偏振片的偏振化方向与左面放像机上的偏振 化方向相同，右眼偏振片的偏振化方向与右面放像机上的偏振化 方向相同，这样，银幕上的两个画面分别通过两只眼睛观察，在 人的脑海中就形成立体化的影像了。中学阶段接触过偏振光，但只是掌握了一些最基本的概念， 而通过以上对偏振光的概念、偏振光种类的分析，使我更进一步 的掌握了偏振光的偏振原理，深入的了解了偏振知识，扩充了知 识范围，而不只是基于课堂上所学的东西。通过查找资料，我

7、了解了很多关于偏振光的应用信息。由那 些应用也引发了一些自己的想法。某些昆虫的眼睛对偏振很敏感，比如蜜蜂有五支眼、三支复 眼、两支复眼，每支复眼包括了很多小眼，这些小眼能够根据太 阳的偏光确定太阳的位置，然后以太阳为定向来判断方向。那么，土f 土*- f 土*- f 土*- f 土*- -* f f f f f f -* f fA*f A*fA*f A*f 4L*Af A*f A*，*- 可以制造这样一种眼镜，模仿这些昆虫的眼睛构造，实现其特殊i， i， i，r i， i， 14wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwi f i *，Wi ffi ffi ffi ffi *，*i ffir

8、 n i r i功能。其优点是，在一些特殊地段，现在发达的导航器可能会失 AWWVWWWVWWWVWWWVWWWVWWWWWUWWWUWWWUWWWUWWWUWWWUWWWUWWWUWWWUWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWVWWWVWWWVWWWVWWWVWWWVWWWVWWWVWWWVWWWVWWWVWWW% 去其功能，但是特殊制造的这种眼镜依靠的是利用太阳或者外界光源的偏光来定向，受电磁的影响较小，优势较为明显。出门旅 行，带上这样一幅眼镜，既可以当太阳镜使用，又能在关键时候 L.土ll.- L.土ll.- L.土ll.- L.土LL.- L.土LL

9、mA.rf土土.rf土.rf土.rf土土.rf土.rr土Lrmr土Lrmr土LrmrLrIrLrmr土Lrmr土Lrmr土Lrmr土LL.fr.r f %r.r f%r.r f%r.r frr.r f%r.r f%r.r f%r.r f%r.r frr%r充当导航的作用。在空间探测时也能发挥用处，各种物质辐射及 反射的偏振光都有区别，利用这样一幅眼镜也能对外物进行一个wwrwwwwurwwwwurwwwwurwwwwurwwwwurwwwwurwwwwurwwwwurwwwwurwwwwurwwwwurwwwwurwwwwurwwwwurwwwwwvwwwwrwwwwwrwwwwwrwwwww

10、rwwwwwrwwwwwrwwwwwrwwwwwrwwwwwvwwwwvwwwwvwwwwvwwwwvwwwwvwwwwvwwwwvwwwwvwwwwvwwww简单的判别。JJJJJ另外，基于现在偏振在物质探测、目标检测等方面的应用。想到，把偏振运用到列车调度上来，作为再一的辅助调度依据， 利用目标检测对列车进行全程追踪。其原理是，列车车表整体平.ill,. ,. ,.W h IIII .ii .iir滑，各面线偏振度分布相似，平均线振幅大，在整个红外偏振图wuwwwuwwwuwwwuwwwuwwwuwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww

11、wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwuwwwwww像中显得轮廓较为明显，能够提高红外的识别能力。列车车身材rnmLmnLmnLmnLmnLmnLmnLmnLmnLtmLmLmLmLmLmLmLmLmLr*LLLr*LLLr*LLLr*LLLr*LLLr*LLLr*LLLr*LLLr*LLLr4LLLr4LLL、 料大部分是金属，金属和非金属的偏振特性差异很大，偏振探测 技术可以很容易的识别目标，并且自然背景大多是非金属而且相L-rL-rL-rL-rL-rL

12、-rrrrrrrrrrrgLLrrgLLrrgLLrLjnrrrrgLLrrgLLrrgLLrrgLLrrgLL、-r-rLL、-r-rLL、-r-rLL、-r-rLL、-r-rLL、-r-rLL、-r-rLL、-r-rLL、-r-rLL、-rr、-、 对粗糙，目标与背景的反射光的线偏振度有较大差异，更加提高 了系统的追踪能力。这样，根据追踪信息，也能准确定位列车所 在位置，再进行调度控制。但是，因为很多列车的车体材料都差 WWMWaWWMWaWWMMWWWMWaWWMWaWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWIWWWWWWWWW

13、WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWaWWWMWWWWM 不多，在整个铁路网上进行全盘控制，就会引起各种混乱，或者MWUVWVUVWVUVWVUVWVUVWVMVWVUVWVUVWVUVWVUVWVUVWVUVWVUVWVUVWVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVHVWVHVWVIHVWVIHVWVIHVWVIHVWVIHVWVIHVWVIHVWVHWWVIHWW%可以尝试这种调度控制只用在相邻列车上，作为调度的辅助信息。rYLmqLmYLmYLmqLmqL

14、LrL-LLrL-LLrL-LLrL-LLrL-LLrL-LLrL-LLrL-LLrL-LLWLLWLLWLLWLQWLLWLLWLLWLLWLLrmLrrmLrrmLrrmLrrmLrrmLrrmLrrmLrrmLrrmrrrmrrrr.、 虽然，在电气化铁道的时代，各项设备更加完善，也无法避免一 些悲剧的发生，但是，利用偏振进行目标追踪，在某种程度上脱土f 土*- f 土*- f 土*- f 土*- -* f f f f f f -* f fA*f A*f A*f A*f 4L*Af A*f A*，*- -*，*- -*，*- 离了电气控制，那在电气设备出现故障，人为调度困难时，偏振i， i， i，r i， i， 14wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwi f i *，Wi ffi ffi ffi ffi *，*i ffir n i r i目标检测及追踪或许能临时发挥很大用处。AWWVW