资源简介

(共39张PPT)
第一章 动量守恒定律
4.6光的偏振 激光
人教版（2019）高中物理选择性必修第一册
新课导入
1
新课讲解
3
学习目标
2
经典例题
4
课堂练习
5
本课小结
6
目录
课堂导入
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。
学习目标
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。
绳波的振动方向与狭缝的方向平行时，传播情况正常；振动方向与狭缝方向垂直时，绳波经过狭缝后消失。这种现象叫做偏振现象
1.偏振现象：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波叫波的偏振现象。
2.偏振方向：横波的振动方向称为偏振方向。
一、偏振
3、纵波不发生偏振现象
一列纵波，以这列纵波的传播方向为轴，无论我们怎么旋转第二块木板，纵波都能通过。也就是说纵波不发生偏振现象。
一、偏振
4、横波能够发生偏振现象而纵波不能发生偏振现象，这就是横波与纵波的一个区别。
问题：光的干涉和衍射说明光具有波动性，那么光波是横波还是纵波呢？
只要看它能否发生偏振现象就可以啦!
一、偏振
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，这个方向叫做“透振方向”。
实物
示意图
箭头表示透振方向
1．偏振片：
太阳、电灯、普通光源发出的光包含了垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且各个方向振动的光波强度都相同，这种光叫自然光。
二、光的偏振
2．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。
P
Q
自然光
偏振光
起偏器
检偏器
P
明
甲
P Q
（弱）
乙
明
暗
丙
P Q
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。
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。
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。
自然光射到两种介质的界面上，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。
光振动垂直于纸面
光振动在纸面内
3.光是一种横波
除了太阳、电灯等光源直接发出的光以外，我们见到的绝大部分都是不同程度的偏振光，如自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光大部分都是偏振光。
1.摄影
镜头未加偏振片时
拍摄的橱窗
加偏振片时拍摄的橱窗
（减弱反射光，使景象清晰）
三、偏振现象的应用
镜头未加偏振片时
拍摄的花
镜头加偏振片时
拍摄的花
三、偏振现象的应用
用偏光镜拍摄水底
三、偏振现象的应用
不用偏光镜拍摄水底
2、汽车
汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为了避免双方车灯的眩目，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。如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化方向都沿同一方向并与水平面成45度角，那么，司机从前窗只能看到自已的车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，这样，汽车在夜间行驶时，即不用熄灯，也不用减速，可以保证安全行车。
安装偏振照明灯的情景
安装偏振照明灯的情景
三、偏振现象的应用
另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分散射光。
三、偏振现象的应用
3、立体电影
偏振式3D技术是利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的，通过在显示屏幕上加放偏光板，可以向观看者输送两幅偏振方向不同的画面，当画面经过偏振眼镜时，
由于偏振式眼镜的每只镜片只能
接收一个偏振方向的画面，这样
一来人的左右眼就会收到两组画
面，最后经过大脑合成立体影像。
三、偏振现象的应用
偏振片
偏振片
平板玻璃、电极、取向膜
液晶
旋光性
4、液晶显示
偏振片
偏振片
平板玻璃、电极、取向膜
液晶
加电压旋光性消失
液晶显示器就是利用这一特性，在上下两片栅栏相互垂直的偏光板之间充满液晶，利用电场控制液晶的转动．不同的电场大小就会形成不同的灰阶亮度．
5、偏光太阳镜
在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。
6、昆虫对偏振光的应用
人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆虫的眼睛对偏振却很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支复眼、两支复眼，每个复眼包含有6300个小眼，这些小眼能根据太阳的偏光确定的方位，然后以太阳为定向标来判断方向，所以蜜蜂可准确无误地把它的同类引到它所找到的花丛。
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。
1、相干性：激光是一种人工产生的相干光。
相干性应用：光纤通讯、激光全息技术
四、激光的特点及其应用
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。
应用：测距、测速、信息存储和阅读
2、平行度非常好：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lm多的光斑，因此激光在地面上传播时，可以看成是不发散的。
手持式雷达测速仪
手提激光测距仪
3、亮度高：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：工业切割、焊接；医学“光刀”；利用强激光产生的高压引发核聚变。
氧化熔化激光切割
激发核聚变
全息投影
典例分析
1．关于光的描述，下列说法错误的是（　　）
A．光能发生双缝干涉现象说明光是一种波
B．光的偏振现象说明光是横波
C．阳光下的肥皂泡呈现彩色是光的薄膜干涉的结果
D．光不能发生多普勒效应
D
典例分析
2．用图示实验装置演示光的偏振现象，白炽灯O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列说法正确的是（　　）
A．白炽灯发出的光是纵波
B．偏振片Q起到检偏的作用
C．光束Ⅱ中光振动方向与透振方向垂直
D．将偏振片P以光传播方向为轴转过450，光束Ⅲ将消失
B
典例分析
3．如图所示，让太阳光（自然光）通过M上的小孔S后照射到M右方的偏振片P上，P的右侧再放一光屏Q，现使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周，则关于光屏Q上的亮度变化情况，下列判断中正确的是（　　）
A．只有当偏振片转到某一适当位置时光屏被照亮，其他位置时光屏上无亮光
B．光屏上亮度基本不变
C．光屏上亮、暗交替变化出现
D．光屏上只有一条亮线随偏振片的转动而转动
B
典例分析
4．如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A．图甲中，P、Q是偏振片，M是光屏，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏M上的光亮度将会变化，此现象表明光波是横波
B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到双缝间距离L，两相邻亮条纹间距离将减小
C．图乙中用白光进行实验，中央亮条纹是彩色的，两侧条纹也是彩色的
D．利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长，容易发生衍射
C
课堂练习
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。
B
课堂练习
2.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
D
课堂练习
3.［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区别
ACD
课堂练习
4.关于激光的应用，下列说法正确的是 （　　）
A.全息照相是利用了激光的全反射原理
B.利用激光是相干光，可以用在雷达上进行精确的测距
C.由于激光平行度高，它能像无线电波那样被调制，用来传递信息
D.利用激光亮度高，可以用在医学上做光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜
D
感谢观看
THANK YOU

展开更多......

收起↑