高中物理 第5章 第3节 光的偏振 第4节 激光与全息照相精品课件 鲁科版选修34.ppt

第3节光的偏振第4节激光与全息照相 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 课标定位 知能优化训练 第4节 课标定位学习目标 1 观察光的偏振现象 知道光是一种横波 2 了解光的偏振现象的应用 3 了解激光的特性和应用 了解全息照相技术 重点难点 1 偏振光与自然光的区别 偏振光的应用 2 激光的特点及应用 课前自主学案 一 光的偏振1 偏振现象 1 如果横波 的方向振动 在物理学上就叫做波的偏振 只有 波才有这种特性 因为 波的振动方向和传播方向始终在同一直线上 所以 波不存在偏振 2 光波属于电磁波 是 波 具有偏振性 太阳 电灯 蜡烛等普通光源发出的光不显示偏振性 只沿着某一特定 横 纵 横 纵 某一方向振动 2 偏振片 1 偏振片是只让 的光通过 而不让 的光通过的一种光学元件 2 自然光通过偏振片后 只有 方向和 狭缝 方向 的那些光波才能完全通过 而 方向和 狭缝 的光波就完全不能通过 在此 让自然光通过偏振片后 就能获得 光 其它方向振动 振动 一致 振动 垂直 偏振 3 用于获得偏振光的偏振片叫 为了检查通过起偏器的光是不是偏振光 可以在起偏器后面再放一个偏振片 这个偏振片叫 起偏器和检偏器都是 如果我们将起偏器固定 将检偏器逐渐旋转90 就可以看到所透过的光强度也随之 起偏器 检偏器 偏振器 发生变化 3 偏振现象的应用 1 立体电影 2 在照相机镜头前装一 并适当旋转偏振镜片 能够阻挡偏振光 消除或减弱光滑物体表面的反光或亮斑 3 利用偏振光通过受力的塑料或玻璃时 偏振化方向会发生变化这一现象 检查应力的分布情况以及用于 预报 偏振片 地震 二 激光1 激光及其特性 1 激光是一种完全新型的光 产生激光的装置被称为 激光和 是20世纪最重大的科学发现之一 2 激光是原子 产生的光 激光光束中所有的光子都是相互关联的 它们的 一致 相位一致 一致 一致 所以激光具有 好 强 高等特点 激光器 激光器 受激辐射 频率 偏振方向 传播 单色性 方向性 亮度 2 激光的应用 1 激光读碟 2 网上收发电子邮件和购物 3 超市里结算帐目 4 医院里治疗疾病 整容美容 5 军事上激光制导炸弹 测量距离 跟踪目标 传递军事情报 等等 3 激光与全息照相 1 全息照相是应用 实现的 作为光源的激光被分成 光的干涉 两部分 2 全息照相和普通照相相比有几个突出特点 观察再现的图像时 看到的三维立体图像和原来的物体 如果发现一个物体部分被遮挡了 你只要 就能观察到被遮挡的部分 如果一张全息照片的大部分被损坏或丢失 只留下一小部分 从这一小部分照片仍可再现 可以在同一张底片上记录多张图像 再现时可以在 上分别观察到两个不同物体的像而 几乎一模一样 改变一下角度 原物的全貌 不同角度 不互相干扰 核心要点突破 一 偏振现象及其应用1 横波与纵波的区别与判断 1 区别 横波中各质点的振动方向与波的传播方向垂直 纵波中各质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上 2 判断方法 直接看质点振动方向与波的传播方向之间的联系 看波是否能通过两个相互垂直的且共线的 狭缝 能通过的为纵波 不能通过的为横波 2 自然光与偏振光的比较 特别提醒 1 光的偏振现象表明光是一种横波 2 平时我们所看到的光 除直接从光源射来的以外 绝大部分是偏振光 3 偏振现象的应用 1 立体电影 2 摄影时利用偏振片消除反光 3 利用偏振现象检查应力的分布 4 汽车挡风玻璃上安装偏振片可以减弱对面车灯射来的光 5 液晶显示也是利用了偏振现象 特别提醒 1 我们平时所看到的光 除直接从光源射来的光 其他多为偏振光 2 自然光经镜面反射后的反射光是偏振光 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 如图5 3 1所示 p是偏振片 p的透振方向 用不带箭头的实线表示 为竖直方向 下列四种入射光束中 哪几种照射p时能在p的另一侧观察到透射光 图5 3 1 太阳光 沿竖直方向振动的光 沿水平方向振动的光 沿与竖直方向成45 角振动的光a b c d 解析 选b 根据光的偏振知识 只要光的振动方向不与偏振片的透振方向垂直 就有光能通过偏振片 当光的振动方向与偏振片的透振方向相同时 透射光最强 当二者垂直时 光完全不能透过 当二者间的夹角由0 至90 逐渐增加时 透射光逐渐减弱 太阳光 沿竖直方向振动的光 沿与竖直方向成45 角振动的光均能通过偏振片 故 正确 二 激光的特点及应用1 激光的主要特性 1 相干性好所谓相干性好 是指容易产生干涉现象 普通光源发出的光 即使是单色光 也没有很好的相干性 而激光器产生的激光能很好地满足相干条件 所以在做光的干涉实验 如双缝干涉 时 利用激光作为光源直接照射双缝 就能得到既明亮又清晰的干涉图样 而无需在双缝前放置单缝 特别提醒 激光的频率范围极窄 颜色几乎是完全一致的 2 方向性强与普通光相比 传播相同距离的激光光束的扩散程度小 光线仍能保持很大的强度 保持它的光能量 利用这 点可以精确测距 现在利用激光测量地月距离精度已经达到1m 3 亮度非常高激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量 如果把强大的激光束会聚起来照射到物体上 可使物体被照射部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温 利用这一特点可以切割物体 2 激光的应用 1 光纤通信 2 激光测距 3 激光读写 4 激光加工 5 激光手术 6 可控核聚变反应 课堂互动讲练 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 然后又减少到零b 透过的光强先增强 然后减少到非零的最小值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 自主解答 起偏器和检偏器的偏振方向垂直时 没有光通过 偏振方向互相平行时 光强度最大 当一个偏振片转动180 的过程中 两偏振片的偏振方向会由垂直到平行再到垂直 所以通过的光强先增强 后又减小到零 答案 a 点评 自然光的起偏和检偏是本节的重点内容之一 理解本实验会使我们对光的波动性有一个更直观的认识 它直观地证明了光是 横波 在实验时 只要保证两偏振片平行 转动任何一个都可容易地观察到现象的变化 观察时可直接观察 这种情况眼只能逆着光线去看 观察范围较小 最好呈在光屏上 借助屏的漫反射可在光屏前方大范围内看到现象 变式训练1下面关于光的偏振现象的应用正确的是 自然光通过起偏器后成为偏振光 利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向 立体电影利用了光的偏振现象 茶色眼镜利用了光的偏振现象 拍摄日落时水面上的景物 在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响a b c d 解析 选b 起偏器和检偏器都是偏振片 故 对 立体电影放映时是通过两个相互垂直的偏振片把偏振片光射到银幕上 观众戴上偏振片制作成的眼镜才能看立体电影 故 对 茶色眼镜没有利用光的偏振现象 是滤光片 故 错 水面反射光强 且是偏振光 故 对 所以选b项 下列说法正确的是 激光可用于测距 激光能量十分集中 只可用于加工金属材料 外科研制的 激光刀 可以有效地减少细菌的感染 激光可用于全息照相 有独特的特点a b c d 精讲精析 激光平行度好 即使在传播了很远的距离之后 它仍保持一定的强度 此特点可用于激光测距 正确 激光的亮度高 能量十分集中 可用于金属加工 激光医疗 激光美容 激光武器等 错误 激光具有很高的相干性 可用于全息照相 由于它记录了光的相位信息 所以看起来跟真的一样 立体感较强 正确 由于激光亮度高 能量大 在切割皮肤等的同时 也能杀灭细菌 所以 正确 答案 c 变式训练2关于激光的各种应用分别利用了激光的哪种特性 a 激光测距利用了激光单色性好的特点 激光加工利用了激光方向性好的特点b 激光测距利用了激光方向性好