4.6光的偏振激光课件高二下学期物理人教版选择性

第6节

光的偏振

激光第四章人教版（2019）选择性必修一CONTENTS目录偏振现象01光的偏振02偏振现象的应用0304激光的特点及其应用CONTENTS新课导入知识讲解课堂小结随堂练习布置作业CONTENTS3D电影出现于1922年，它能产生三维立体效果，当观众戴上3D眼镜观看时，有身临其境的感觉，亦称“3D立体电影”。看3D电影为什么要戴上特制的眼镜你能解释其中的原理吗先来认识一下光波新课导入知识讲解课堂小结随堂练习布置作业CONTENTS光的干涉和衍射说明光具有波动性，但光是横波还是纵波？什么是横波？什么是纵波？在实际中，我们可以用什么方法来区别横波和纵波呢？在横波中，质点振动方向总是垂直于波的传播方向。在纵波中，质点振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上。新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业CONTENTS实验：横波和纵波的区别--狭缝1.狭缝对纵波的影响如图所示，如果在波的传播方向上放一带狭缝的木板，不管狭缝方向如何，在一条弹簧上传播的纵波都能自由通过狭缝。纵波在竖直狭缝中的传播情况纵波在水平狭缝中的传播情况新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业CONTENTS2.狭缝对横波的影响对横波，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能毫无阻碍地通过狭缝；当狭缝的方向与质点的振动方向垂直时，横波就不能通过狭缝。狭缝与振动方向平行狭缝与振动方向垂直新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业CONTENTS实验演示：横波和纵波的区别--狭缝结论：横波和纵波通过狭缝会产生偏振现象新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业一、偏振现象1.偏振现象：当狭缝的方向与波质点振动方向相同时，波可以通过狭缝，当狭缝的方向与波质点振动方向垂直，波不能通过狭缝，该现象称为“偏振现象”。2.偏振方向：一列沿水平方向传播的横波，既可能沿上下方向振动，也可能沿左右方向振动，还可能沿其他“斜”的方向振动。横波的振动方向称为“偏振方向”。3.横纵波特点（偏振可以检验横波，不能检验纵波！）（1）纵波：所有纵波都可以通过狭缝（振动方向与传播方向共线），纵波不发生偏振现象。（2）横波：振动方向与狭缝平行时通过，垂直不通过，有夹角时，部分通过但强度变弱。新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业CONTENTS课堂提问：光的干涉和衍射说明光具有波动性，那么光波到底是横波还是纵波呢？惠更斯最早提出光是纵波托马斯·杨认为光是一种横波他们都缺乏充足的证据证明自己的观点要判断一列波是横波还是纵波，只要看它能否发生偏振现象就可以了!为此我们需要一种光学“狭缝”——偏振片来检验光是横波还是纵波新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业CONTENTS1.偏振片：一种由高分子薄膜制成的光学器件，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，偏振方向与这个方向垂直的光不能通过，这个方向叫做“透振方向”。二、光的偏振新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业2.自然光：实际上，太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。这种光是“自然光”。结论：1.当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变。2.当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱。3.当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零。4.当有夹角时，仍可以透过部分光，但强度弱。zxy沿

z轴传播的自然光新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业自然光通过偏振片动态演示新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业CONTENTS自然光偏振片P..........自然光通过狭缝动态演示3.偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动的光叫偏振光。常见偏振光：（1）自然光在水面、玻璃、木质桌面等等表面的反射光和折射光。（2）经过偏振器后的光振动垂直于纸面振动在纸面内如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是90°，这时反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直。新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业自然光偏振光不同点光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光或由某种介质反射或折射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波的强度都相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某个特定方向（与起偏器透振方向一致）相同点不管是自然光还是偏振光，传播方向与振动方向一定垂直自然光与偏振光的比较新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业【典例1】

(多选)如图所示，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()A．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处将看到光亮解析：自然光沿各个方向发散是均匀分布的．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，选项A错误；它通过A偏振片后，即变为偏振光，选项B正确；设通过A的光沿竖直方向振动，若B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，则P点无光亮，将B转过180°后，P处仍无光亮，选项C错误；若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过沿竖直方向振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮．选项D正确。答案：BD随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业【典例2】关于自然光和偏振光，下列观点正确的是()A．自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能B．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光C．自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光D．自然光和偏振光都能使感光底片感光解析：自然光和偏振光都能发生干涉、衍射现象，A错误；除了从太阳、电灯等光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是不同程度的偏振光，B错误；光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向无关，C错误；自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光，D正确。答案：D随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业三、偏振现象的应用1.偏振现象在摄影技术中的应用用照相机在拍摄池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物、自然光下的植物时，由于水面、玻璃表面和叶面的反射光的干扰，景象会不清楚。如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，转动滤光片，让它的透振方向与水面和玻璃表面的反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业未使用偏振镜前使用偏振镜后使用偏振镜后使用偏振镜后未使用偏振镜前使用偏振镜后未使用偏振镜前新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业2.偏振现象在3D电影中的运用在每架放映机前装有一块偏振片，其透振方向相互垂直。观众所戴的偏振眼镜的两只镜片透振方向互相垂直，且左眼镜片与左放映机前偏振片的透振方向一致，右眼镜片与右边放映机前偏振片的透振方向一致。这样，左眼只能看到左边放映机放映出的画面，右眼只能看到右边放映机放映出的画面，两眼看到的画面略有差别，因而产生立体感。新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业3.偏振现象在汽车挡风玻璃上的应用汽车夜间行驶与对面的车辆相遇时，如遇远光灯引发炫目，极易引起车祸。如果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方向都沿同一方向并与水平面成45°，可避免远光灯引发炫目，保证行车安全。未装偏振照明灯的情景安装偏振照明灯的情景新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业4.偏振现象的其它应用在沙漠中，如果不带罗盘，人是会迷路的，但是沙漠中有一种蚂蚁，它能利用天空中的紫外偏光导航，因而不会迷路。蜜蜂有五只眼、三只单眼、两只复眼，每只复眼包含有6300个小眼，这些小眼能根据太阳的偏光确定太阳的方位，然后以太阳为定向标来判断方向新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业四、激光的特点及其应用1.定义：传播方向、偏振、相位等性质完全相同的光波，这就是激光（laser）(1)相干性好：激光具有频率单一、相位差恒定、偏振方向相同的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性，容易产生干涉现象。应用：光纤通信、全息照相新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业(2)激光的平行度非常好：传播很远的距离后仍能保持一定的强度，从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散成直径1m多的光斑，因此激光在地面上传播时，可以看成是不发散的。应用：激光测距、测速，信息存储和阅读，为枪械、火炮、导弹等武器提供目标指引卫星激光测距仪手持式雷达测速仪光盘(VCD、DVD)刻录和读取新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业(3)亮度高：它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率，自然光源亮度最高的是太阳，而目前的高功率激光器，亮度可达太阳的1万倍。应用：用激光束切割、焊接，医学上可以用激光做“光刀”，激发核聚变等激光切割激光枪

反卫星武器新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业【学以致用1】在演示双缝干涉的实验时，常用激光作光源，这主要是应用激光的什么特性()A．亮度高 B．平行性好C．单色性好

D．波动性好解析：频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光的单色性好，频率单一，通过双缝时能够得到两束相干光。答案：C随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业A.使A和B同时转过90°，仍然一点光都看不到B.仅使B转过90°过程中，看到光先变亮后变暗C.仅使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮D.仅使A转动时，始终看不到透射光【学以致用2】（多选）在图中，人眼隔着偏振片B、A去看一只发光的电灯泡S，一点透射光都看不到，那么，下列说法中正确的是（

）答案：AC随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业【学以致用3】(多选)关于光的偏振，下列说法正确的是（）A．自然光通过偏振片后就变成了偏振光B．立体电影就利用了光的偏振现象C．在拍摄日落时水面、池中的鱼等景物时，可在镜头前装一偏振滤光片，使图像清晰D．一束自然光在界面上发生反射与折射，反射光与折射光都是偏振的，且偏振方向都相同答案：ABC随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业【学以致用4】物理知识在生活中有广泛的应用，下列关于光学知识应用，描述错误的是（）A．图1医用内窥镜运用了光的全反射原理B．图2液晶屏显像利用了光的偏振现