鲁科版选修34 光的偏振、激光 与全息照相 第1课时 学案.docx

第3节光的偏振第4节激光与全息照相光 的 偏 振先填空1偏振现象(1)光的干涉和衍射现象表明光具有波动性，光的偏振现象说明光是横波(2)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，在垂直于传播方向的平面内，光波可沿任何方向振动，光振动在平面内的分布是大致均匀的，所以不显示偏振性，这样的光叫做自然光(3)偏振光：自然光垂直透过某一偏振片后，其振动方向沿着偏振片的透光方向，这样的光称为偏振光(4)偏振：横波只沿着某一个特定的方向振动的现象(5)起偏器和检偏器用于获得偏振光的偏振片叫起偏器，用于检查通过起偏器的光是不是偏振光的偏振片叫检偏器2偏振现象在生产生活中的应用偏振现象的主要应用有偏振镜、立体电影、地震预报等再判断1自然光是偏振光()2光的偏振现象说明光是横波()3立体电影应用了光的偏振现象()后思考如图531所示分别为自然光和偏振光的传播方向与振动方向之间关系的示意图，请问自然光与偏振光的主要区别是什么？图531【提示】在垂直于传播方向的平面内，自然光沿所有方向振动，偏振光沿某一特定方向振动核心点击1偏振现象对于横波通过狭缝的情况，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能无阻碍地通过狭缝，而当狭缝的方向与横波质点的振动方向垂直时，横波不能通过狭缝，说明偏振是横波特有的现象2自然光与偏振光的区别自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿所有方向，且沿各个方向振动的光强度都相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某一特定方向(与起偏器透振方向一致)1.如图532所示，电灯s发出的光先后经过偏振片a和b，人眼在p处迎着入射光方向，看不到光亮，则()图532a图中a光为偏振光b图中b光为偏振光c以sp为轴将b转过180后，在p处将看到光亮d以sp为轴将b转过90后，在p处将看到光亮e以sp为轴将a转过90后，在p处将看到光亮【解析】该题考查了对自然光、偏振光的特点的认识自然光沿各个方向的振动是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光从电灯直接发出的光为自然光，则a错它通过偏振片a后，变为偏振光，则b对设通过a的光沿竖直方向振动，当偏振片b只能通过沿水平方向振动的偏振光时，则p点无光亮将b转过180后，p处仍无光亮，即c错若将b转过90，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过b，即在p处有光亮，d对同理可知e对【答案】bde2实验证明让一束太阳光入射到平静的水面上，如果入射角合适，其反射光线和折射光线是互相垂直的，且偏振方向也是互相垂直的偏振光已知水的折射率为1.33，则这一入射角为多少？ 【导学号：78510063】【解析】设入射角为1，折射角为2，反射角为1.由光的反射定律知11；由光的折射定律得n，由题给条件知1290 ，故有sin 2sin(901)cos 1，ntan 1，1arctan 1.3353.【答案】531偏振片是由特定的材料制成的，每个偏振片都有一个特定的方向，这个方向叫做“透振方向”，只有沿透振方向振动的光才能通过偏振片2偏振片上的“狭缝”表示透振方向，而不是真实狭缝3光的偏振现象说明光是一种横波4自然光透过偏振片可以变成偏振光5当偏振片的偏振方向与光的偏振方向夹角不同时，透过偏振片的光的强度不同激 光 与 全 息 照 相先填空1激光的特性及应用特点(与普通光相比)特点内容应用单色性好相干性好频率单一，位相差恒定，易发生干涉现象，可象无线电波一样调制激光全息照相、光纤通信、光的干涉方向性好激光的方向性非常好，是一束几乎不发散的平行光，可以会聚到很小的点上测距和跟踪目标、cd唱片、计算机光盘亮度高激光能在很小的空间、很短的时间内集中很大的能量“光刀”、激发核反应2.全息照相(1)原理：全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，使参考光和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹这要求参考光和物光必须具有很高的相干性(2)观察全息照片时要用激光照射照片，从另一侧面观察再判断1激光是人工产生的相干光，其单色性好、相干性好()2探照灯的光束就是激光()3全息照相是利用激光单色性好的特点，发生干涉()后思考在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，这主要是应用激光的什么特征？【提示】应用了激光单色性好的特性核心点击1激光的产生：激光是原子受激辐射产生的光，发光的方向、频率、偏振方向均相同，两列相同激光相遇可以发生干涉激光是人工产生的相干光2激光的特点(1)激光是人工产生的相干光，其单色性好，相干性好激光的频率单一，相干性非常好，颜色特别纯用激光做衍射、干涉实验，效果很好(2)激光的平行度好从激光器发出的激光具有极好的平行性，几乎是一束方向不变、发散角很小的平行光传播几千米后，激光斑扩展范围不过几厘米，而探照灯的光束能扩展到几十米范围(3)亮度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3对于激光的认识，以下说法正确的是()a普通光源发出的光都是激光b激光是自然界普遍存在的一种光c激光是一种人工产生的相干光d激光已经深入我们生活的各个方面e激光具有单色性好、方向性好、亮度高的特点【解析】普通光源不能产生激光，a错误；激光要通过人工控制才能产生，b错误，c正确；激光具有单色性好、方向性好、亮度高的特点，已深入我们生活各个方面，d、e正确【答案】cde4应用激光平行性好的特性，可以精确地测量距离对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与收到反射脉冲的时间间隔，就可以求出激光器到目标的距离若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56 s，求月球到地球的距离大约是多少？【解析】真空中的光速c3.0108 m/s，从发射脉冲到收到反射脉冲所用时间t2.56 s，月球与地球距离为：lct3.01082.56 m3.84105 km【答案】3.84105 km激光的特点1激光首先是光，激光遵循光的一切规律，如折射、反射、衍射、干涉等2激光是一种新型光源，具有一般光源所不具备的特点，如单色性好、方向性强、亮度高等3针对激光的每一个特点，都有很多方面的应用学业分层测评(十四)(建议用时：45分钟)学业达标1对于自然光和偏振光，以下认识正确的是()a从太阳、蜡烛等普通光源直接发出的光是自然光b自然光在玻璃表面反射时，反射光和折射光都是偏振光c电灯光透过偏振片，偏振片旋转时看到透射光的亮度无变化，说明透射光不是偏振光d自然光只有在通过偏振片后才能成为偏振光e自然光和偏振光都能发生干涉、衍射现象【解析】太阳、蜡烛等普通光源发出的光为自然光，包括在垂直光的传播方向上沿一切方向振动的光，故选项a正确；自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，故选项b正确；由于自然光在各个振动方向上的强度相同，所以旋转偏振片时透射光的亮度不变，即旋转偏振片时亮度不变是因为入射光是自然光，而不是因为透射光不是偏振光，所以选项c是错误的；偏振现象是很普遍的，而不是只有通过偏振片后才能成为偏振光，平常见到的绝大多数光都是偏振光，故选项d是错误的；自然光和偏振光都能发生干涉、衍射现象，e正确【答案】abe2在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片p和q，在q的后边放上光屏，以下说法正确的是()aq不动，旋转偏振片p，屏上光的亮度不变bq不动，旋转偏振片p，屏上光的亮度时强时弱cp不动，旋转偏振片q，屏上光的亮度不变dp不动，旋转偏振片q，屏上光的亮度时强时弱e当p和q的偏振方向互相垂直时，屏上光的亮度最弱【解析】p是起偏器，它的作用是把太阳光(自然光)转变为偏振光，该偏振光的振动方向与p的透振方向一致，所以当q与p的透振方向平行时，通过q的光强最大；当q与p的透振方向垂直时，通过q的光强最小，即无论旋转p或q，屏上的光强都是时强时弱【答案】bde3下面关于光的偏振现象的应用正确的是()a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b立体电影利用了光的偏振现象c茶色太阳眼镜利用了光的偏振现象d拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响e偏振镜在彩色摄影中无法使用【解析】起偏器使光成为偏振光，检偏器可检出偏振方向，a正确光的偏振有广泛的应用，如立体电影、偏振眼镜、液晶显示器、偏振摄影，b、d正确茶色太阳眼镜是有色镜片，它只能通过与镜片相同颜色的光，以减弱光的透射，没有利用偏振现象，c错误偏振镜在黑白和彩色摄影中都可以使用，e错误【答案】abd4下列说法中正确的是() 【导学号：78510064】a普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还可以记录光波的相位信息b全息照片的拍摄利用了光的衍射原理c激光的出现使全息技术得到了长足的发展d立体电影的拍摄利用的是全息照相技术e激光的平行度好，可以会聚到很小的一点上【解析】由全息照相的原理可知a正确，全息照相利用的是光的干涉，b错误，c正确立体电影利用的是光的偏振，不是全息照相，故d错误激光的平行度好，可以会聚到很小的一点上，e正确【答案】ace5下列说法正确的是()a激光可用于测距b激光能量十分集中，只可用于加工金属材料c外科研制的“激光刀”可以有效地减少细菌的感染d激光可用于全息照相，记录下物体的三维信息e激光可以用来拍摄立体电影【解析】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，a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，b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，d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c正确立体电影应用的是光的偏振现象，e错误【答案】acd6让激光照到vcd机、cd机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图象，这是利用激光的_好，可以会聚到_【解析】激光的特点之一是平行度好，它可以会聚到一个很小的点上，dvd、vcd、cd唱机或电脑上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点【答案】平行度很小的一点上7纳米科技是跨世纪新科技，将激光束宽度聚焦到纳米范围，可修复人体已损坏的器官，对dna分子进行超微型基因修复，把令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除这是利用了激光的_【解析】激光由于能把巨大能量高度集中地辐射出来，所以在医学上做“激光刀”切开皮肤、切除肿瘤或做其他外科手术【答案】高能量8在拍摄日落水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是减弱_，增强_，从而使景物的象清晰. 【导学号：78510065】【解析】在镜头前面装偏振片的目的是阻挡水面反射的偏振光，使景物的象更清晰【答案】反射光透射光能力提升9准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光刀，可用于进行近视眼的治疗用这样的激光刀对近视眼进行手术，手术时间短、效果好、无痛苦关于这个治疗，以下说法中正确的是()a近视眼是物体成象在眼球中的视网膜的前面，使人不能看清物体b近视眼是物体成象在眼球中的视网膜的后面，使人不能看清物体c激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术d激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复e激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削【解析】激光手术是物理技术用于临床医学的最新成果人的眼睛是一个光学成象系统，角膜和晶状体相当于一个凸透镜，物体通过凸透镜成象在视网膜上，人就能看清楚物体当角膜和晶状体组成的这个凸透镜的焦距比较小，物体成象在视网膜的前面时，人就不能看清物体，这就是近视眼，a对b错；激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术，c对；激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，使眼球中的凸透镜的焦距适当变大，物体经过角膜和晶状体后成象在视网膜上，d错，e对【答案】ace10关于激光的应用问题，下列说法中正确的是() 【导学号：78510066】a光纤通信是应用激光的平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行信息传递b计算机内“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光有平行度好的特点来进行的c医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是利用了激光的亮度高的特点d“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是利用了激光亮度高的特点e全息照相应用了激光相干性好的特点【解析】由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用激光的相干性，故a错；计算机内“磁头”读出光盘上记录的信息主要应用了激光的平行度好，故b正确；医学中用激光作“光刀”利用了激光的亮度高的特点，故c对；激光测距是利用了激光的平行度好，d错误；全息照相应用了激光相干性好的特点，e正确【答案】bce11激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距实验中可测得二次曝光时间间隔t、双缝到屏的距离l以及相邻两条亮纹间距y.若所用激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式是_【解析】设双缝间距为d.由dvt，y，则v.【答案】v12一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光为一个(列)光脉冲，若这种激光器光脉冲的持续时间为1.01011 s，波长为694.3 nm，发射功率为1.