4.6光的偏振 激光 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册

第节6光的偏振激光高中物理选择性必修第一册第四章1.通过观察光的偏振现象，知道光是横波。2.知道偏振光和自然光的区别，能运用偏振知识解释生活中的一些常见光学现象。3.了解激光的特性，能举例说明激光技术在生产生活中的应用。学习目标引入观察图片，抖动水平软绳时产生的波是什么波？水平悬挂的弹簧一端振动时形成的沿弹簧传播的波是什么波？振动方向与传播方向垂直的波叫作横波，抖动水平软绳时产生的波就是横波。振动方向与传播方向一致的波叫作纵波，水平悬挂的弹簧一端振动时形成的沿弹簧传播的波就是纵波。一、偏振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。即狭缝对纵波无影响。纵波可以穿过不同方向的狭缝2.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，这种现象叫做偏振。狭缝的方向影响横波的传播3.偏振现象横波只沿某一特定的方向振动的现象称偏振现象。4.横波独有的特征偏振现象是横波所特有的，故利用偏振现象可判断一列波是横波还是纵波。二、光的偏振1.光是一种横波研究表明，光是一种横波。2.偏振片：偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，偏振方向与这个方向垂直的光不能通过，这个方向叫作“透振方向”。偏振片3.自然光：太阳、电灯等普通光源发生的光，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。太阳光是自然光4.偏振光光在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动。这种光叫做偏振光。5.对光的偏振现象的理解如图，自然光通过偏振片后变成偏振光，后面的屏是明亮的，转动偏振片时，偏振光的振动方向随之变化，但屏上亮度不变。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。6.常见的偏振光偏振光并不罕见。除了从太阳、白炽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。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（如图所示），入射角变化时偏振的程度也有变化。反射引起自然光的偏振三、偏振现象的应用1.摄影技术中的应用由于水或玻璃表面的反射光的干扰，常使景像不清楚，如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰。相机的偏振滤光片能减弱玻璃表面反射光的影响3.立体电影立体电影也是利用了光的偏振原理。3D眼镜立体电影效果图例：如图所示,人眼隔着偏振片B、A去看一只电灯泡S,一束透射光都看不到,那么,以下说法中哪些是正确的()A.使A和B同时转过90°,能够看到透射光 B.单使B转过90°过程中,看到光先变亮再变暗C.单使B转过90°过程中,看到光逐渐变亮 D.单使A转动时,始终看不到透射光解析：使A和B同时转过90°，仍不能看到透射光。原来人眼隔着检偏器B、起偏器A去看一只电灯泡S,无法看到透射光。说明两个偏振片正好相垂直。现在同时转依然看不到。故A错误；原来人眼隔着检偏器B、起偏器A去看一只电灯泡S，无法看到透射光，说明两个偏正片正好相垂直。现在单使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮，故B错误；C正确；单使A转动时，渐渐看到透射光，故D错误；故选C。C四、激光的特点及其应用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.激光的优良特征（1）相干性与应用相干性：只有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光才是相干光，激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性。应用：用来传播信息。光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物，电磁波的频率越高，它所携带的信息量越大，所以激光可以比无线电波携带更多的信息。（2）平行度及应用平行度：激光的平行度非常好，所以它在传播很远的距离后仍能保持一定的强度。应用：进行精确的测距。多用途的激光雷达不仅可以测量距离，而且能根据多普勒效应测出目标的运动速度。（3）亮度及应用亮度高，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。应用：可用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔，医学上可以用激光做“光刀”来切开皮肤、切除肿瘤，还可以用激光“焊接”剥落的视网膜。全息照相同一束激光被分为两部分，一部分直接照射到底片上，另一部分通过被拍摄物反射再到达底片。参考光和物光在底片上相遇时会发生干涉，形成复杂的干涉条纹。在底片上某点亮暗程度反映了两束光叠加后到达这点时光波的强弱。当堂检测1.如图

所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，则关于光屏N上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是（）A.光屏N上光的亮度保持不变B.光屏N上光的亮度会时亮时暗C.光屏N上有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线D.光屏N上只有一条亮线随偏振片转动而转动解析：太阳光是自然光，沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P后成为偏振光，当偏振片Q与P透振方向平行时，亮度最大，当偏振片Q与P透振方向垂直时，光屏N上没有亮度，所以光屏N上光的亮度是由亮到暗，再由暗到亮，故B正确。B2.关于自然光和偏振光，下列说法正确的是（）A.自然光能产生光的干涉现象和衍射现象，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.自然光只能是白光，而偏振光不能是白光D.自然光和偏振光都能使感光底片感光D3.［多选］关于激光与自然光，下列说法正确的是（）A.激光的频率单一，而自然光是含有各种频率的光，所以激光的相干性好B.自然光是由物质的原子发射出来的，而激光是人工产生的，所以激光不是由物质的原子发射

出来的C.激光和自然光都具有相同的本质，它们都是由原子的跃迁产生的D.相干性好是激光与普通光的根本