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4.6《光的偏振 激光》导学案
学习目标：
1．理解偏振现象，理解偏振光和自然光的区别，从光的偏振现象知道光是横波。
2．理解激光的特点，了解偏振光和激光在生产生活中的一些应用。
学习过程：
大家在观看电子手表的液晶显示屏时，有这样的感觉：正对着看很明显，但是从旁边某个角度看，不清楚甚至看不到了，为什么呢？
一、偏振现象
在纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向____，在横波中，各点的振动方向总与波的传播方向____，不同的横波，振动方向可能不同。
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， 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 时，横波才能毫无阻碍地 ；当狭缝的方向与质点的振动方向 时，横波就 ，这种现象叫作偏振.
对光来说，也有类似的现象，透振方向：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，只有沿着这个方向振动的光波才能顺利通过偏振片，这个方向叫做“透振方向”．
1.偏振光
(1)自然光：由太阳、电灯等普通光源发出的光，它包含着在垂直于传播方向上沿____________的光，而且沿各个方向振动的光波____都相同，这样的光叫做自然光。
(2)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____，这样的光称为偏振光。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____，入射角变化时偏振的程度也有所变化。
(3)偏振现象：偏振方向与透振方向 的光都通过偏振片，偏振方向与透振方向__ __的光不能通过偏振片，这种现象称为偏振现象。
2.偏振光的特点
(1)当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向平行时，透射的光最 ；当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向垂直时，光 穿过偏振片．
(2)当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向既不平行也不垂直时，则仍会有 光透过偏振片，只是透过的光的强度介于平行和垂直两种情况之间．
例题：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S处将看到光亮
例题：科学家早在1966年就研究发现蓝光可引起视网膜细胞的损伤，其中波长400~450纳米的蓝光对视网膜危害程度最大，生活中的电视、电脑、手机等各类LED发光屏为了画面靓丽却往往会提升蓝光强度。如图所示，人们可用防蓝光眼镜减小蓝光对眼睛的损害，关于防蓝光镜片制作的原理可能正确的是（　　）
A．用偏振片作为镜片，利用光的偏振将蓝光过滤
B．把镜片制作得很薄，利用光的衍射将蓝光过滤
C．在镜片上涂一层膜，利用光的干涉将蓝光过滤
D．用折射率较大的材料做镜片，利用光的全发射将蓝光过滤
3．光的偏振现象说明光是一种 波．
4．偏振现象的应用
照相机镜头前的偏振滤光片、电子表的液晶显示、立体电影、车灯眩光的消除等．
例题：下列关于光的说法不正确是（　　）
A．图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的折射现象
B．图乙中，激光切割主要利用了激光的能量高的特性
C．图丙中，DNA双螺旋结构的发现利用了衍射图样
D．图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的偏振现象
二、激光
阅读与讨论：激光的发现
1．激光的特点
相干性强：激光具有频率 、相位差 、偏振方向 的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性
平行度好：激光的 非常好，传播很远的距离后仍能保持一定的强度
亮度高：它可以在很小的 和很短的 内集中很大的能量
2.激光的应用
光纤通信，
思考与讨论：光导纤维的结构、激光的传播方式、光导纤维的特点
激光 ，读取光盘上记录的信息，激光测距等、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
3.全息照相
(1)普通照相技术所记录的只是光波的 信息，而全息照相技术还可以记录光波的 信息．
(2)原理：全息照片的拍摄利用了光的 原理．
例题：关于激光的应用问题，下列说法中正确的是(　　)
A．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息的
B．计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点
C．医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点
D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点
例题：
课堂训练：
1.如图所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上，透射光的强度最大，则下列说法中正确的是(　　)
A．此时A、B的透振方向相互垂直
B．只有将B绕OO′轴顺时针旋转90°，屏上透射光的强度才最弱，几乎为零
C．将A或B绕OO′轴旋转90°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零
D．将A沿顺时针旋转180°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零
2.关于光的色散、激光，下列说法正确的是(　　)
A．棱镜对红光的折射率比对紫光的大
B．红光在棱镜中的速度比紫光大
C．每种色光通过棱镜后都会分成几种颜色的光
D．激光不能像无线电波那样用来传递信息
课后作业：
1.以下说法中不正确的是(　　)
A．激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性
B．由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象
C．光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物
D．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
2.如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明(　　)
A．光是电磁波 B．光是一种横波
C．光是一种纵波 D．光是概率波
3.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，以下说法中不正确的是(　　)
A．近视眼是物体成像在眼球中的视网膜的前面，使人不能看清物体
B．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．激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复
D．激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削
4.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车的司机照射得睁不开眼睛，影响行车安全，若将汽车前灯玻璃和汽车前窗玻璃都改用偏振玻璃，使双方司机都看不见对方耀眼的灯光，但能看清自己车灯发出的光所照亮的物体，则所有的汽车前窗玻璃、前灯玻璃的透振方向应该是(　　)
A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，前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，前灯玻璃的透振方向也是竖直的
C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，前灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D．前窗玻璃的透振方向和前灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
5.2009年诺贝尔物理学奖授予科学家高锟以及威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。3名得主的成就分别是发明光纤电缆和电荷耦合器件（CCD）图像传感器。光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法中正确的是（　　）
A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的衍射现象
C．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象
D．全息照相是利用激光的衍射现象
6.下列说法中正确的是（　　）
A．图甲可知，系统的固有频率为 2f0
B．图乙中泊松亮斑是小孔衍射形成的图样
C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹下去的，若垫的薄片越厚，倾角越小，条纹间距越窄
D．图丁中的M、N是偏振片，P 是光屏。当N固定不动而缓慢转动M时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光是横波
7.下列说法正确的是（　　）
A．图1中，用自然光照射透振方向（箭头所示）互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮
B．图2为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小
C．图3所示的雷达测速利用了多普勒效应
D．图4所示的照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的衍射现象引起的
8.如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的振动方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化。设起偏器和检偏器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理。正确的说法是(　　)
A．到达检偏器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大
B．到达检偏器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大
C．到达检偏器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小
D．到达检偏器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小
9.食品安全检验中碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量.偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了.如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间.以下说法中不正确的是(　　)
A．到达O处光的强度会明显减弱
B．到达O处光的强度不会明显减弱
C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于α
D．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α
10.下列说法不正确的是（　　）
A．狭义相对论认为，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动无关
B．分别用红光、紫光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，红光的相邻两个亮条纹的中心间距大于紫光的相邻两个亮条纹的中心间距
C．如图甲所示，a、b两束光以不同的入射角由玻璃射向真空，结果折射角相同，则在玻璃中a光的全反射临界角大于b光的全反射临界角
D．如图乙所示，偏振片P的透振方向为竖直方向，沿与竖直方向成45 角振动的偏振光照射到偏振片P上，在P的另一侧能观察到透射光
11.某种激光雷达测距软件可以同时显示两列波形，当激光器发射激光时，在电脑液晶显示器上显示一个正的波形，而接收器接收到反射回来的光波时又会显示一个负的波形.某次实际测量时显示器上显示的图像如图所示，已知激光器每秒钟发射激光脉冲数为N=7.5×103个，被测物与测量者之间的距离小于10Km，则由图可求出被测物与测量者之间的距离为多少。

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