资源简介 (共29张PPT)第四章 光第6节 光的偏振 激光内容索引学习目标活动方案检测反馈学 习 目 标1. 知道光的偏振现象,知道光是横波.2. 知道偏振光和自然光的区别,能运用偏振知识来解释生活中的一些常见光学现象.3. 了解激光的特点和应用.活 动 方 案活动一:观察偏振现象,知道光是横波波分为纵波和横波.在纵波中,各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上.在横波中,各点的振动方向总与波的传播方向垂直.不同的横波,即使传播方向相同,振动方向也可能是不同的,这个现象称为“偏振现象”.横波的振动方向称为“偏振方向”.1. 演示机械波的偏振现象,能判断横波和纵波.实验器材:软绳(1.5 m左右)、带有狭缝的木板、软弹簧.将软绳一端固定,手持另一端上下抖动,软绳上形成一列横波,质点在竖直平面内沿着上下方向振动;如果手持绳的一端左右抖动,会在绳上形成另一列横波,质点在水平平面内沿着左右方向振动. 甲 乙 丙(1)现在让软绳穿过一块带有狭缝的木板.分别将狭缝与偏振方向平行放置及与偏振方向垂直放置,观察发生的现象(如图甲、乙所示);【答案】将狭缝与振动方向平行放置,绳波能继续向前传播;而当狭缝与振动方向垂直放置,绳波不能再向狭缝前方传播.(2)如果将这根软绳换成细软的弹簧,前后推动弹簧形成纵波,观察发生的现象(如图丙所示);【答案】弹簧形成的纵波不受狭缝的干扰,能继续向前传播.(3)你能根据以上现象区分横波和纵波吗?【答案】当机械波是横波时,若质点的振动方向与狭缝平行,则机械波能透过狭缝传播;若质点的振动方向与狭缝垂直,则不能透过狭缝传播.对纵波而言,不管什么情况,纵波总能透过狭缝传播.因此,可以根据波的偏振现象区分横波和纵波.2. 演示光的偏振现象,知道光是横波.实验器材:平行光源、偏振片(2个,偏振片是由特定的材料制成,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,这个方向叫作“透振方向”)、光屏.(1)如图所示,让光源(或阳光)发出的光直接照射到光屏上,观察光屏上光斑的强度;再在光源和光屏之间放置一个偏振片P,在P的另一侧观察光屏,旋转偏振片P,观察光斑亮度变化.说说观察到的现象,并思考实验现象能不能说明通过偏振片P前的光波是纵波?说说你的理由.【答案】让光源(或阳光)发出的“自然光”通过偏振片P后,光斑的强度有所减弱,但旋转偏振片P,光斑强度并没有发生变化.不能说明光是纵波.因为如果是纵波,通过偏振片P后光的强度不会发生变化.旋转偏振片P后光的强度没有发生变化,反而说明光源(或阳光)发出的光垂直于传播方向上的一切偏振方向的光波强度都相同(即“自然光”).(2)如图所示,在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片Q,光屏上的光斑亮度发生了怎样的变化?这一现象说明了什么?【答案】偏振片的作用类似于狭缝的作用,只有振动方向与透振方向一致的光才能通过.当偏振片Q与P的透振方向平行时,穿过Q的光最强;当Q与P的透振方向垂直时,光不能透过Q.这一现象说明了光波是一种横波.活动二:了解生活中的自然光和偏振光,能解释相关现象1. 阅读教材中“自然光”和“偏振光”的相关知识,完成下列填空.(1)自然光:太阳、电灯等普通光源发出的光,包含着在垂直于____________上沿____________方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的____________都相同,这种光叫自然光.(2)偏振光:在垂直于传播方向的平面上,______________________的光叫偏振光.平时看到的绝大部分光,都是不同程度的__________,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____________的程度也有变化.传播方向一切强度沿着某个特定的方向振动偏振光偏振光偏振2. 了解偏振现象在生活中的应用.(1)偏振滤光片——摄像机的“门卫”.在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里陈列物的照片时,由于水面或玻璃表面的反射光的干扰,常使景象不清楚,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____________表面的反射光的偏振方向____________,就可使反射来的偏振光不能进入照相机内,从而可拍出清晰的照片.水面或玻璃垂直(2)偏振片——汽车司机的福音.在夜间行车时,迎面开来的车灯眩光常常使司机看不清路面,容易发生事故.如果在每辆车灯玻璃上和司机座椅前面的挡风玻璃上安装一片偏振片,并使它们的透振方向跟水平方向成45°角,就可以解决这一问题.从对面车灯射来的偏振光,由于振动方向跟司机座椅前挡风玻璃偏振片的透振方向____________,所以不会射进司机眼里.而从自己的车灯射出去的偏振光,由于振动方向跟自己的挡风玻璃上的偏振片的透振方向____________,所以司机仍能看清自己的车灯照亮的路面和物体.垂直相同(3)旋光性——液晶工作的“魔术师”.在两块透振方向垂直的偏振片中插入一个液晶盒,盒内液晶层的上下是透明的电极板.外界的自然光通过第一块偏振片后,成了偏振光.当上、下两极板没有电压,光的偏振方向就会被液晶旋转90°(这种性质叫作液晶的旋光性),于是光线__________通过第二块偏振片.若两电极上加上一定大小的电压时,液晶的旋光性消失,光线_________通过第二块偏振片.利用液晶的这种能使偏振光旋转的性质,人们制成了各种液晶显示器.能不能(4)阅读教材中“科学漫步:立体电影和偏振光”,了解立体电影的放映原理.联系实际,说说看立体电影(3D电影)时,观众为什么要戴上眼镜(一对透振方向互相垂直的偏振片) 【答案】人的双眼同时看一个物体时不但能扩大视野,而且能判断物体的远近,产生立体感.立体电影拍摄时是模仿人眼,从不同角度拍摄同一景物的像,放映时用两束互相垂直的偏振光投射,人必须戴上相应的偏振眼镜才能看到对应的图像,产生立体感.(5)奶粉中碳水化合物(糖)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,则下列说法中错误的是( )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处光强度最大,偏振片B转过的角度等于αD. 将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片A转过的角度等于α【解析】因为A、B的偏振方向一致,故A、B间不放糖溶液时,自然光通过偏振片A后,变成偏振光,通过B后到达O.当在A、B间放糖溶液时,由于溶液的旋光作用,使通过A的偏振光振动方向转动了一定角度,不能再通过B,A正确,B错误.但当B转过一个角度,恰好使偏振片方向与经过糖溶液后的偏振光振动方向一致时,O处光强为最强,故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度,C正确.同理D也正确.故选B.【答案】B活动三:了解激光的特点和相关应用阅读教材,了解激光的特点及应用,完成下列表格.性质 应用相干性强: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 光纤通信平行度好:激光的____________非常好,传播很远的距离后仍能保持一定的强度 激光会聚一点,读取光盘上记录的信息,激光测距等亮度高:它可以在很小的_________和很短的_________内集中很大的________ 用激光束切割、焊接,医学上可以用激光做“光刀”,激发核聚变等相同恒定一致平行度空间时间能量检 测 反 馈11. 关于自然光和偏振光,下列说法正确的是( )A. 自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同B. 偏振光是垂直于传播方向上,只沿着某一特定方向振动的光C. 自然光透过一个偏振片后就成为偏振光,偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D. 太阳、电灯等普通光源发出的光也可能是偏振光【解析】自然光沿各振动方向的光波的强度相同,A错误;偏振光在垂直于传播方向上,只沿某一特定方向振动,B正确;自然光透过偏振片后成为偏振光,偏振光透过偏振片后不能还原为自然光,C错误;太阳、电灯等普通光源发出的光是自然光,D错误.【答案】B22. 在拍摄日落时水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振片,其目的是( )A. 减弱反射光,从而使景物的像清晰B. 增强反射光,从而使景物的像清晰C. 增强透射光,从而使景物的像清晰D. 减弱透射光,从而使景物的像清晰【解析】由于反射光的干扰,景物的像常常比较模糊,装上偏振片的目的是减弱反射光,且透振方向与反射光的振动方向垂直,但不能增强透射光.【答案】A33. 光的偏振现象说明光是横波.下列现象中不能反映光的偏振特性的是( )A. 一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化B. 一束自然光入射到两种介质的分界面上,反射光是偏振光C. 日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰D. 通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹【解析】A、B、C都与光的偏振这一特性有关,A、B、C都不能选;通过手指间的缝隙观察日光灯看到彩色条纹是由于光的衍射形成的,与偏振无关,故选D.【答案】D44. 用观看立体电影的特制眼镜去观察手机液晶屏幕上的图片,透过左镜片的图片明亮、右镜片的灰暗.现在将手机屏幕旋转90°,透过两镜片的图片( )A. 均变明亮B. 均变灰暗C. 亮度均无变化D. 左镜片的变暗,右镜片的变亮【答案】D55. 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的偏振方向平行B. 只有将B绕OO′轴顺时针旋转90°时,屏上透射光的强度最弱,几乎为零C. 将A与B绕OO′轴一起旋转90°时,屏上透射光的强度最弱,几乎为零D. 将A沿顺时针方向旋转180°时,屏上透射光的强度最弱,几乎为零【解析】当两偏振片平行时,透射光强度最强,当两偏振片垂直时,透射光强度最弱,几乎为零,故A正确.【答案】A566. 有一种魔术道具称为“穿墙而过”.其结构是两片塑料偏振片卷起来,放进空心的透明圆筒内,中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”,如图甲所示.当圆筒中的小球从B端滚向A端,居然穿过了“挡板”,如图乙所示.则( )甲 乙A. 该魔术说明光是横波B. 该魔术对观众的观察角度有要求C. 只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术D. 该魔术中对两偏振片卷起来的方式无要求【解析】光的偏振现象说明光是横波,故A正确;任何角度的光都会发生偏振现象,故不同角度的观众看到的现象相同,故对观察角度无要求,故B错误;偏振片的特点为当偏振片偏振方向与偏振光的方向平行时,偏振光可以全部通过偏振片,当偏振片偏振方向与偏振光的方向垂直时,偏振光不能通过偏振片,则在中间区域放垂直偏振片和水平偏振片,将两偏振片卷起来,且部分重合,自然光通过两片偏振方向互相垂直的偏振片时,光强减弱,形成黑影,看起来就像一道墙,只用一片偏振片无法完成实验,故C、D错误.【答案】A6谢谢观看Thank you for watching第6节 光的偏振 激光1. 知道光的偏振现象,知道光是横波.2. 知道偏振光和自然光的区别,能运用偏振知识来解释生活中的一些常见光学现象.3. 了解激光的特点和应用.波分为纵波和横波.在纵波中,各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上.在横波中,各点的振动方向总与波的传播方向垂直.不同的横波,即使传播方向相同,振动方向也可能是不同的,这个现象称为“偏振现象”.横波的振动方向称为“偏振方向”.1. 演示机械波的偏振现象,能判断横波和纵波.实验器材:软绳(1.5 m左右)、带有狭缝的木板、软弹簧.将软绳一端固定,手持另一端上下抖动,软绳上形成一列横波,质点在竖直平面内沿着上下方向振动;如果手持绳的一端左右抖动,会在绳上形成另一列横波,质点在水平平面内沿着左右方向振动. 甲 乙 丙(1)现在让软绳穿过一块带有狭缝的木板.分别将狭缝与偏振方向平行放置及与偏振方向垂直放置,观察发生的现象(如图甲、乙所示);(2)如果将这根软绳换成细软的弹簧,前后推动弹簧形成纵波,观察发生的现象(如图丙所示);(3)你能根据以上现象区分横波和纵波吗?2. 演示光的偏振现象,知道光是横波.实验器材:平行光源、偏振片(2个,偏振片是由特定的材料制成,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,这个方向叫作“透振方向”)、光屏.(1)如图所示,让光源(或阳光)发出的光直接照射到光屏上,观察光屏上光斑的强度;再在光源和光屏之间放置一个偏振片P,在P的另一侧观察光屏,旋转偏振片P,观察光斑亮度变化.说说观察到的现象,并思考实验现象能不能说明通过偏振片P前的光波是纵波?说说你的理由.(2)如图所示,在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片Q,光屏上的光斑亮度发生了怎样的变化?这一现象说明了什么?1. 阅读教材中“自然光”和“偏振光”的相关知识,完成下列填空.(1)自然光:太阳、电灯等普通光源发出的光,包含着在垂直于 上沿 方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的 都相同,这种光叫自然光.(2)偏振光:在垂直于传播方向的平面上, 的光叫偏振光.平时看到的绝大部分光,都是不同程度的 ,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 的程度也有变化.2. 了解偏振现象在生活中的应用.(1)偏振滤光片——摄像机的“门卫”.在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里陈列物的照片时,由于水面或玻璃表面的反射光的干扰,常使景象不清楚,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 表面的反射光的偏振方向 ,就可使反射来的偏振光不能进入照相机内,从而可拍出清晰的照片.(2)偏振片——汽车司机的福音.在夜间行车时,迎面开来的车灯眩光常常使司机看不清路面,容易发生事故.如果在每辆车灯玻璃上和司机座椅前面的挡风玻璃上安装一片偏振片,并使它们的透振方向跟水平方向成45°角,就可以解决这一问题.从对面车灯射来的偏振光,由于振动方向跟司机座椅前挡风玻璃偏振片的透振方向 ,所以不会射进司机眼里.而从自己的车灯射出去的偏振光,由于振动方向跟自己的挡风玻璃上的偏振片的透振方向 ,所以司机仍能看清自己的车灯照亮的路面和物体.(3)旋光性——液晶工作的“魔术师”.在两块透振方向垂直的偏振片中插入一个液晶盒,盒内液晶层的上下是透明的电极板.外界的自然光通过第一块偏振片后,成了偏振光.当上、下两极板没有电压,光的偏振方向就会被液晶旋转90°(这种性质叫作液晶的旋光性),于是光线 通过第二块偏振片.若两电极上加上一定大小的电压时,液晶的旋光性消失,光线 通过第二块偏振片.利用液晶的这种能使偏振光旋转的性质,人们制成了各种液晶显示器.(4)阅读教材中“科学漫步:立体电影和偏振光”,了解立体电影的放映原理.联系实际,说说看立体电影(3D电影)时,观众为什么要戴上眼镜(一对透振方向互相垂直的偏振片)?(5)奶粉中碳水化合物(糖)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,则下列说法中错误的是( )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处光强度最大,偏振片B转过的角度等于αD. 将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片A转过的角度等于α阅读教材,了解激光的特点及应用,完成下列表格.性质 应用相干性强: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 光纤通信平行度好:激光的 非常好,传播很远的距离后仍能保持一定的强度 激光会聚一点,读取光盘上记录的信息,激光测距等亮度高:它可以在很小的 和很短的 内集中很大的 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1. 关于自然光和偏振光,下列说法正确的是( )A. 自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同B. 偏振光是垂直于传播方向上,只沿着某一特定方向振动的光C. 自然光透过一个偏振片后就成为偏振光,偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D. 太阳、电灯等普通光源发出的光也可能是偏振光2. 在拍摄日落时水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振片,其目的是( )A. 减弱反射光,从而使景物的像清晰 B. 增强反射光,从而使景物的像清晰C. 增强透射光,从而使景物的像清晰 D. 减弱透射光,从而使景物的像清晰3. 光的偏振现象说明光是横波.下列现象中不能反映光的偏振特性的是( )A. 一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化B. 一束自然光入射到两种介质的分界面上,反射光是偏振光C. 日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰D. 通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹4. 用观看立体电影的特制眼镜去观察手机液晶屏幕上的图片,透过左镜片的图片明亮、右镜片的灰暗.现在将手机屏幕旋转90°,透过两镜片的图片( )A. 均变明亮 B. 均变灰暗C. 亮度均无变化 D. 左镜片的变暗,右镜片的变亮5. 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的偏振方向平行B. 只有将B绕OO′轴顺时针旋转90°时,屏上透射光的强度最弱,几乎为零C. 将A与B绕OO′轴一起旋转90°时,屏上透射光的强度最弱,几乎为零D. 将A沿顺时针方向旋转180°时,屏上透射光的强度最弱,几乎为零6. 有一种魔术道具称为“穿墙而过”.其结构是两片塑料偏振片卷起来,放进空心的透明圆筒内,中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”,如图甲所示.当圆筒中的小球从B端滚向A端,居然穿过了“挡板”,如图乙所示.则( )A. 该魔术说明光是横波B. 该魔术对观众的观察角度有要求C. 只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术D. 该魔术中对两偏振片卷起来的方式无要求甲 乙第6节 光的偏振 激光【活动方案】活动一:1. (1)将狭缝与振动方向平行放置,绳波能继续向前传播;而当狭缝与振动方向垂直放置,绳波不能再向狭缝前方传播.(2)弹簧形成的纵波不受狭缝的干扰,能继续向前传播.(3)当机械波是横波时,若质点的振动方向与狭缝平行,则机械波能透过狭缝传播;若质点的振动方向与狭缝垂直,则不能透过狭缝传播.对纵波而言,不管什么情况,纵波总能透过狭缝传播.因此,可以根据波的偏振现象区分横波和纵波.2. (1)让光源(或阳光)发出的“自然光”通过偏振片P后,光斑的强度有所减弱,但旋转偏振片P,光斑强度并没有发生变化.不能说明光是纵波.因为如果是纵波,通过偏振片P后光的强度不会发生变化.旋转偏振片P后光的强度没有发生变化,反而说明光源(或阳光)发出的光垂直于传播方向上的一切偏振方向的光波强度都相同(即“自然光”).(2)偏振片的作用类似于狭缝的作用,只有振动方向与透振方向一致的光才能通过.当偏振片Q与P的透振方向平行时,穿过Q的光最强;当Q与P的透振方向垂直时,光不能透过Q.这一现象说明了光波是一种横波.活动二:1. (1)传播方向 一切 强度(2)沿着某个特定的方向振动 偏振光 偏振光偏振2. (1)水面或玻璃 垂直(2)垂直 相同(3)能 不能(4)人的双眼同时看一个物体时不但能扩大视野,而且能判断物体的远近,产生立体感.立体电影拍摄时是模仿人眼,从不同角度拍摄同一景物的像,放映时用两束互相垂直的偏振光投射,人必须戴上相应的偏振眼镜才能看到对应的图像,产生立体感.(5)B 因为A、B的偏振方向一致,故A、B间不放糖溶液时,自然光通过偏振片A后,变成偏振光,通过B后到达O.当在A、B间放糖溶液时,由于溶液的旋光作用,使通过A的偏振光振动方向转动了一定角度,不能再通过B,A正确,B错误.但当B转过一个角度,恰好使偏振片方向与经过糖溶液后的偏振光振动方向一致时,O处光强为最强,故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度,C正确.同理D也正确.故选B.活动三:相同 恒定 一致 平行度 空间 时间 能量【检测反馈】1. B 自然光沿各振动方向的光波的强度相同,A错误;偏振光在垂直于传播方向上,只沿某一特定方向振动,B正确;自然光透过偏振片后成为偏振光,偏振光透过偏振片后不能还原为自然光,C错误;太阳、电灯等普通光源发出的光是自然光,D错误.2. A 由于反射光的干扰,景物的像常常比较模糊,装上偏振片的目的是减弱反射光,且透振方向与反射光的振动方向垂直,但不能增强透射光.3. D A、B、C都与光的偏振这一特性有关,A、B、C都不能选;通过手指间的缝隙观察日光灯看到彩色条纹是由于光的衍射形成的,与偏振无关,故选D.4. D5. A 当两偏振片平行时,透射光强度最强,当两偏振片垂直时,透射光强度最弱,几乎为零,故A正确.6. A 光的偏振现象说明光是横波,故A正确;任何角度的光都会发生偏振现象,故不同角度的观众看到的现象相同,故对观察角度无要求,故B错误;偏振片的特点为当偏振片偏振方向与偏振光的方向平行时,偏振光可以全部通过偏振片,当偏振片偏振方向与偏振光的方向垂直时,偏振光不能通过偏振片,则在中间区域放垂直偏振片和水平偏振片,将两偏振片卷起来,且部分重合,自然光通过两片偏振方向互相垂直的偏振片时,光强减弱,形成黑影,看起来就像一道墙,只用一片偏振片无法完成实验,故C、D错误. 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第4章 第6节 光的偏振 激光.docx 第4章 第6节 光的偏振 激光.pptx