2025版新教材高中物理第4章光6光的偏振激光课内探究新人教版选择性必修第一册

6光的偏振激光探究对光的偏振现象的理解要点提炼1.偏振现象波的偏振①狭缝对横波、纵波的影响假如在波的传播方向上放一带狭缝的木板，不管狭缝方向如何，纵波都能自由通过狭缝；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，这种现象叫作偏振，如图所示。②横波独有的特征偏振现象是横波所特有的，故利用偏振现象可推断一列波是横波还是纵波。2．光的偏振(1)光属于电磁波，是横波，具有偏振性。从一般光源干脆发出的光(自然光)，包含在垂直于光的传播方向上一切方向振动的光波，而且沿着各个方向振动的光波是匀整的，不显示偏振性。如图，自然光通过偏振片后变成偏振光，后面的屏是光明的，转动偏振片时，偏振光的振动方向随之变更，但屏上亮度不变。(2)自然光通过偏振片后，只有振动方向跟透振方向一样的光才能通过。这时的光只沿着一个特定的方向振动，显示偏振性。如图，偏振光经过偏振片时，若光的振动方向与偏振片的“透振方向”平行，屏是亮的；若光的振动方向与偏振片的“透振方向”垂直，屏是暗的；若既不平行也不垂直，屏的亮度介于两者之间，随振动方向与“透振方向”的夹角变大，亮度慢慢变暗。3．自然光与偏振光的比较自然光(非偏振光)偏振光光的来源干脆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，光振动沿全部方向，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(与起偏器的透振方向一样)(1)偏振现象在生活中特殊普遍，并不是只有自然光通过偏振片后才变为偏振光，生活中除光源干脆发出的光外，我们看到的绝大部分光都是偏振光，如自然光射到水面时的反射和折射光线，尤其是二者相互垂直时，都是典型的偏振光，并且是完全偏振光，振动方向相互垂直。(2)只有横波才能发生偏振现象，光是横波。典例剖析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(BD)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：从电灯S干脆发出的光为自然光，不是偏振光，A错误；自然光通过偏振片A后，即变为偏振光，B正确；人眼在P处迎着入射光方向看不到光亮，说明A、B的透振方向垂直，以SP为轴将B转过180°后，A、B的透振方向仍垂直，故P处仍无光亮，C错误；以SP为轴将B转过90°后，A、B两个偏振片的透振方向相同，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，D正确。对点训练❶(多选)下列说法正确的是(BCD)A．自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能B．拍摄玻璃窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度C．看立体电影时，观众所戴特制眼镜其实就是一对透振方向相互垂直的偏振片D．从太阳、蜡烛等一般光源干脆发出的光是自然光解析：自然光和偏振光都能发生干涉、衍射现象，A错误；拍摄玻璃窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减弱反射光的强度，B正确；两个镜片的透射方向垂直，保证进入两只眼睛的光是不同的，C正确；从太阳、蜡烛等一般光源干脆发出的光是自然光，D正确。探究激光及应用要点提炼1.激光的产生激光是人工产生的相干光。2．激光具有的特点(1)相干性好所谓相干性好，是指简洁产生干涉现象。一般光源发出的光(即使是所谓的单色光)频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足其他的相干条件。所以，现在我们做双缝干涉试验时，无须在双缝前放一个单缝，而是用激光干脆照射双缝，就能得到既光明又清晰的干涉条纹。利用相干光易于调制的特点传输信息，所能传递的信息密度极高，一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视，全国人民同时通话还用不完它的通讯容量。(2)平行度特殊好与一般光相比，传播相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距。现在利用激光测量地月距离精确度已达到1m。(3)激光的亮度特殊高它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。假如把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温。(4)激光单色性很好激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一样的。典例剖析2．(多选)下列说法正确的是(ACD)A．激光可用于测距B．激光能量特殊集中，只可用于加工金属材料C．外科研制的“激光刀”可以有效地削减细菌的感染D．激光可用于全息照相，有独特的特点解析：激光平行度好，即使在传播了很远的距离之后，它仍保持确定的方向，此特点可用于激光测距，A正确；激光的亮度高，能量特殊集中，可用于金属加工、激光医疗、激光美容等，B错误；激光亮度高、能量大，在切割皮肤的同时，避开了皮肤与器械的接触，有效地削减了术后细菌的感染风险，而且它也能杀灭细菌，C正确；激光具有很高的相干性，可用于全息照相，立体感较强，D正确。对点训练❷(多选)假如将激光束的宽度聚焦到纳米级(10－9m)范围内，可修复人体已损坏的器官，可对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病彻底根除。以上功能是利用了激光的(BD)A．单色性好 B．平行度高C．粒子性 D．高能量解析：激光的平行度好，故可聚焦到很小的范围；激光的亮度高、能量高，故可修复器官，故B、D正确。偏振光的应用偏振光的应用特殊广泛。例如：(1)在摄影中的应用：在镜头前安装一片偏振滤光片，可以减弱进入镜头的反射光。(2)电子表的液晶显示屏：在两块透振方向垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，可以限制光线显示数字。(3)夜晚行车时，车灯眩光的消退用的就是光的偏振原理。(4)立体电影也利用了光的偏振原理。案例(多选)如图所示是立体电影的工作原理图，观众戴上一副特殊的眼镜就能看到由立体电影放出的立体图像。关于立体电影，以下说法正确的是(BD)A．观众戴上特制眼镜是为了防止损害眼睛B．这副眼镜其实就是一对偏振方向相互垂直的偏振片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视察物体时，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，如上图所示，在每架放映机前装有一块偏振镜，其偏振方向相互垂直，因此从放映机前偏振镜射出的两束偏振光的偏振方向相互