鲁科版选修34 光的偏振 第1课时 学案 (1).docx

136 光的偏振【学习目标】1、了解偏振现象，知道只有横波才有偏振现象。知道光波是横波。2、知道偏振光和自然光的区别。3、了解光的偏振现象在生活和科学技术中的重要应用。【学习重点】 认识横波的偏振现象。【学习难点】 光的偏振现象的实验探究。【知识链接】1、横波：各质点的振动方向与波的传播方向 。2、纵波：各质点的振动方向与波的传播方向 。【新课学习】 光的干涉和衍射现象，说明光具有波动性。既然光也是一种波，那么，光到底是横波，还是纵波？我们将在这一节中，通过光的偏振现象，说明光是横波。1、 机械波的偏振现象预习课本63页机械波的偏振现象，回答下列问题。 1、只有当狭缝与绳的振动方向 时，横波才能通过狭缝；而当狭缝与绳的振动方向垂直时，横波 通过狭缝。 2、若将绳换成细软弹簧，前后推动弹簧形成的纵波，无论狭缝的取向如何，纵波都 通过狭缝。以上现象说明：只有 波才有偏振现象。于是我们就可以利用类似的实验来判断光波是横波还是纵波。二、光的偏振用偏振片替代有狭缝的木板，来做光学实验。偏振片由特定的材料制成，每个偏振片有 个透振方向，只有振动方向与这个透振方向 的光波才能通过偏振片。1、自然光：像太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在 于传播方向上沿 方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度 。这种光叫做自然光。2、偏振光：通过偏振片的光，在垂直传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动。这种光叫做偏振光。预习课本64页【演示】，回答下列问题。 （1）以光的传播方向为轴旋转偏振片p，透射光的强度变化吗？为什么？ （2）在偏振片p的后面，再放置另一个偏振片q，以光的传播方向为轴旋转偏振片q，则通过两块偏振片的透射光的强度变化吗？为什么？ （3）通过实验，你认为光波是横波还是纵波？为什么？ （4）偏振片p、q分别起什么作用？叫做什么？除了从太阳、电灯等光源直接发出的光以外，通常看到的绝大多数的光都是不同程度的 光。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 光，入射角变化时 也有所变化。三、 偏振现象的应用1、照相机镜头前装偏振片，照相清晰。原理：让偏振片的透振方向与反射光的偏振方向 ，减弱反射光。 2、液晶显示 原理：两块透振方向相互 的偏振片当中插进一个液晶盒，盒内液晶层的上下是电极板，它们刻成数字笔画的形状。外界的自然光通过第一块偏振片后，成了 光。这束光在通过液晶时，如果上下两极间没有电压，光的偏振方向会被液晶旋转,于是它 通过第二块偏振片。第二块偏振片的下面是反射镜，光线被反射回来，这时液晶盒看起来是透明的。但在上下两个电极间有一定大小的电压时，液晶的性质改变了，于是光线通不过第二块偏振片，这个电极下的区域变 ，用这种方式就可以显示数字。3、立体电影 阅读课本66页科学漫步 4、偏振太阳镜【巩固练习】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.自然光通过一个偏振片后成为偏振光,偏振光再通过一个偏振片后又还原为自然光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;自然光通过偏振片时,只有与偏振片透振方向一致的光才能通过,沿其他方向振动的光被偏振片吸收,所以通过偏振片后的透射光是偏振光,不论通过几个偏振片,所以选项b是错误的;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错误;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是偏振光,故选项d错误,只有选项a正确。答案:a2.光的偏振现象说明光是横波。下列现象中不能反映光的偏振特性的是()a.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化b.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90时,反射光是偏振光c.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰d.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹解析:a、b、c都与光的偏振这一特性有关,a、b、c都不能选;通过手指间的缝隙观察日光灯看到彩色条纹是由于光的衍射形成的,与偏振无关,应选d。答案:d3.关于立体电影,以下说法中正确的是()a.观众戴上特制眼镜是为了防止伤害眼睛b.这副眼镜其实就是一对偏振方向互相垂直的偏振片c.戴上特制眼镜的观众若只用一只眼睛看,则银幕上只是一片光亮而无图像d.产生立体视觉是因为人的两只眼睛同时观察物体时,在视网膜上形成的像并不完全相同解析:放立体电影时有左右两架放映机同时工作,如图所示,在每架放映机前有一块偏振片,其偏振方向互相垂直,因此从放映机前偏振片射出的两束偏振光的偏振方向互相垂直,这两束偏振光经银幕反射其偏振方向不改变,观众所戴的偏振眼镜的两只镜片偏振方向互相垂直,且左眼镜片跟左边放映机前偏振片的偏振方向一致,右眼镜片跟右边放映机前面偏振片的偏振方向一致。这样,左眼只能看到左机放映出的画面,右眼只能看到右机放映出的画面,两眼看到的画面略有差别,因而产生立体感,因此b、d选项正确。立体电影答案:bd4.如图所示,一玻璃柱体的横截面为半圆形,让太阳光或白炽灯光通过小孔s形成细光束从空气射向柱体的o点(半圆的圆心),产生反射光束1和透射光束2,现保持入射光方向不变,将半圆玻璃柱绕通过o点垂直于纸面的轴线转动,使反射光束1和透射光束2恰好垂直。在入射光线的方向上加偏振片p,偏振片所在平面与入射光束垂直,其透振方向与纸面平行,这时看到的现象是()a.反射光束1消失b.透射光束2消失c.反射光束1和透射光束2都消失d.偏振片p以入射光束为轴旋转90角,透射光束2消失解析:自然光射到界面上,当反射光束与折射光束垂直时,反射光束和折射光束的偏振方向相互垂直,且反射光束的偏振方向与纸面垂直,折射光的透振方向与纸面平行,因此当在入射光线方向垂直放上透振方向与纸面平行的偏振片p时,因垂直于纸面方向无光;反射光束1消失,a项正确,b、c项均错误;偏振片转动90,因平行于纸面内的光消失,则透射光束2消失,d项正确。答案:ad5.在拍摄日落时分水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振片,其目的是()a.减少阳光在水面上的反射光b.阻止阳光在水面上的反射光进入照相机镜头c.增强光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度d.减弱光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度解析:日落时分的阳光照射到水面上时,反射光很强,照相机镜头对着水面时,进入镜头的光线既有阳光经水面的反射光,又有由水中折射入空气的折射光。前者光线进入镜头得到实际景物在水中的倒影的像,而后者光线进入镜头所摄得照片才是水下景物的像,两者在同一底片上相互干扰,使图像模糊不清。若在镜头上安装一偏振片,转动偏振片方向使其透振方向与反射光的偏振方向垂直,即可最大限度地阻止反射光进入镜头,增强图像的清晰度。答案:b6.一束光由真空入射到平面玻璃上,当其折射角为30时,反射光恰好产生完全偏振。因此,可以推断出玻璃的折射率为()a.2b.3c.32d.33解析:如图所示,折射角2=30,由于反射光恰好完全产生偏振,因此反射光线与折射光线垂直,反射角1=90-2=60,据折射定律得n=sin1sin2=3,b项正确。答案:b7.夜晚,汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼,严重影响行车安全。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃,使射出的灯光变为偏振光;同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃,其透振方向正好与灯光的振动方向垂直,但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置,如下措施中可行的是()a.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的b.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是竖直的c.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45,车灯玻璃的透振方向是斜向左上45d.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45解析:若前窗玻璃的透振方向竖直、车灯玻璃