2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理選擇性必修1 第4章光第6節(jié)光的偏振 激光(2)課件

1、1.光的色散:白光的干涉條紋是彩色的,可見,白光是由多種色光組成的.發(fā)生干涉時由于不同顏色的條紋間距不同,白光被分解了.含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫做光的色散.含有多種顏色的光通常稱做復(fù)色光.2.光譜:含有多種顏色的光被分解后,各種色光按其波長的有序排列,就是光譜.1|光的顏色色散8激光2|薄膜干涉中的色散在用肥皂膜做薄膜干涉的實(shí)驗中,燈焰的像是液膜前后兩個面反射的光形成的,兩個面反射的這兩列光波是由同一個光源發(fā)出的,所以它們具有相同的頻率、恒定的相位差,它們是相干光源. 用白光進(jìn)行衍射實(shí)驗時,得到的是彩色條紋,這是由于白光中包含各種顏色的光,不同色光的亮條紋的位置不同. 3|衍射時

2、的色散4|折射時的色散1.偏向角:光通過棱鏡后向它的橫截面的底邊方向偏折,如圖所示,其中為光的偏向角,光的偏向角越大,光偏折的程度越大.2.偏向角與折射率實(shí)驗表明,白光發(fā)生色散時,紅光的偏向角最小,紫光的偏向角最大.這說明玻璃對不同色光的折射率是不同的,其中紫光的最大,紅光的最小.3.光速由于介質(zhì)中的光速v=,故在同一種物質(zhì)中,不同波長的光波的傳播速度不一樣,波長越短,波速越小.5|激光的特點(diǎn)及其應(yīng)用1.特點(diǎn)(1)相干性:只有頻率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光才是相干光.激光是一種人工產(chǎn)生的相干光,具有高度的相干性.(2)平行度好:在傳播很遠(yuǎn)的距離后仍能保持一定的強(qiáng)度;可以會聚到很小的一點(diǎn)

3、.(3)亮度高:它可以在很小的空間和很短的時間內(nèi)集中很大的能量.2.應(yīng)用應(yīng)用它的相干性,激光能像無線電波那樣被調(diào)制,用來傳遞信息.精密測距、計算機(jī)中的光儲存技術(shù),應(yīng)用了它的平行度好.工業(yè)上的切割和焊接、醫(yī)學(xué)上的“焊接”,應(yīng)用了激光的亮度高.6|全息照相1.原理:將一束激光分成兩部分,一部分直接照射到底片上(稱為參考光),另一部分通過被拍攝物反射后再到達(dá)底片(稱為物光).參考光和物光在底片上相遇時會發(fā)生干涉,形成復(fù)雜的干涉條紋,底片上某點(diǎn)的明暗程度反映了兩束光疊加后到達(dá)這點(diǎn)時光波的強(qiáng)弱.2.觀察全息照片時要用激光束照射照片,從照片的另一側(cè)向照片看,可以看到原物體的立體的像.1.白光的色散現(xiàn)象表明

4、,白光是復(fù)色光.()2.單色光通過棱鏡后也能發(fā)生色散.()3.某單色光在不同介質(zhì)中傳播時光的頻率、波長均不同.( )單色光在不同介質(zhì)中傳播時光的頻率相同.4.光的顏色取決于折射率.( )光的顏色取決于光的頻率.判斷正誤,正確的畫“ ” ,錯誤的畫“ ” .5.全息照相技術(shù)利用激光平行度好的特點(diǎn).()全息照相技術(shù)利用激光的干涉.6.激光不能像無線電波那樣用來傳遞信息.( ) 激光能像無線電波那樣被調(diào)制,用來傳遞信息.7.計算機(jī)內(nèi)“磁頭”讀出光盤上記錄的信息應(yīng)用了激光有相干性的特點(diǎn).( )計算機(jī)內(nèi)“磁頭”讀出光盤上記錄的信息應(yīng)用了激光的平行度好的特點(diǎn).8.醫(yī)學(xué)中用激光做“光刀”來切除腫瘤應(yīng)用了激光

5、亮度高的特點(diǎn).()1|薄膜干涉中的色散肥皂液膜干涉現(xiàn)象(1)白光的干涉圖樣是彩色的:因重力的作用,豎直放置的肥皂液膜上面薄、下面厚,由于不同顏色的光的波長不同,從前后兩個面反射的光,在不同的位置相互加強(qiáng),換句話說,不同顏色的光對應(yīng)亮條紋的位置不同,因此看起來是彩色的.(2)條紋是水平方向的:因為在同一水平高度處,薄膜的厚度相同,從前、后兩個面反射的光路程差均相同,如果此時兩反射光互相加強(qiáng),則此高度水平方向各處均加強(qiáng),因此,明暗相間的干涉條紋應(yīng)為水平方向的,如圖所示.(3)注意:觀察到的是從膜前、后兩個面反射回來的光,不是透過膜的光,眼睛與光源在膜的同一側(cè).薄膜干涉的應(yīng)用(1)干涉法檢查平面平整

6、度如圖甲所示,兩平面之間形成一個楔形空氣薄層,用單色光從上向下照射,如果被測表面是光滑的,得到的干涉圖樣必是等間距的.如果被測表面某處凹陷,則對應(yīng)亮條紋(或暗條紋)向左彎曲,如圖乙中P條紋所示;如果某處凸起,則對應(yīng)條紋向右彎曲,如圖乙中Q所示.(2)增透膜增透膜的厚度為入射光在薄膜中波長的(k=0,1,2)倍.一般鍍膜的厚度都為最小值,即膜中波長的.增透膜原理:因增透膜的厚度為入射光在薄膜中波長的,膜的上表面與玻璃表面反射的光的路程差為,所以這兩列光波相互削弱,使反射光的強(qiáng)度大大降低.激光的產(chǎn)生激光是原子受到激發(fā)而產(chǎn)生的,激光的傳播方向、頻率、偏振方向均相同,相位差恒定.激光是人工產(chǎn)生的相干光

7、.2|激光及其應(yīng)用激光的特點(diǎn)(1)相干性好:所謂相干性好,是指容易產(chǎn)生干涉現(xiàn)象.普通光源發(fā)出的光頻率不一定相同,而激光器發(fā)出的激光的頻率幾乎是單一的,并且滿足其他的相干條件.所以,現(xiàn)在我們做雙縫干涉實(shí)驗時,無需在雙縫前放一個單縫,而是用激光直接照射雙縫,就能得到既明亮又清晰的干涉條紋.利用相干光易于調(diào)制的特點(diǎn)傳輸信息,所能傳遞的信息密度極高.光纖通信必須借助激光技術(shù)才能發(fā)展.(2)平行度非常好:與普通光相比,傳播很遠(yuǎn)的距離后激光仍能保持一定的強(qiáng)度,保持它的高能量,利用這一點(diǎn)可以精確測距.(3)激光的亮度高:它可以在很小的空間和很短的時間內(nèi)集中很大的能量.如果把強(qiáng)大的激光束會聚起來照射到物體上,

8、可使物體的被照部分在不到千分之一秒的時間內(nèi)產(chǎn)生幾千萬攝氏度的高溫.注意不能用激光直接照射眼睛,否則會傷害眼睛.應(yīng)用類型原理利用性質(zhì)光纖通信激光可以像無線電波那樣被調(diào)制,可用來傳遞信息,而它的頻率比無線電波高很多,它所能攜帶的信息量比無線電波大相干性好激光測距對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射一個激光脈沖,發(fā)射脈沖和接收到反射回波的時間間隔為t,可精確求出目標(biāo)的距離x=ct.激光測距雷達(dá)就是根據(jù)這一原理制成的平行度好激光讀寫激光可以會聚到一個很小的點(diǎn)上,利用激光可以在光盤上刻錄密度很高的信息,也可以利用激光從DVD機(jī)、CD唱機(jī)或計算機(jī)的光盤上讀出記錄的信息,經(jīng)過處理后還原成聲音和圖像激光的常見應(yīng)用應(yīng)用類型原理利用性質(zhì)激光加工將激光器發(fā)出的激光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后,在待加工的工件上形成密度很高、能量很大、直徑很小的光斑,使受照部位迅速熔化或汽化,以完成特定要求的加工,包括切割、焊接、打孔、劃片、熱處理和表面處理等亮度高激光手術(shù)利用激光器發(fā)射的激光做“光刀”進(jìn)行手術(shù)激光武器利用大能量激光器發(fā)射的激光束來攻擊敵方,使被照射處形