人教版高中物理選擇性必修光的偏振激光

第6節(jié)光的偏振激光核心素養(yǎng)物理觀念科學思維科學態(tài)度與責任1.認識振動中的偏振現(xiàn)象。2.了解偏振光和自然光的區(qū)別，從光的偏振現(xiàn)象知道光是橫波。3.了解激光的特點和應用，應用激光觀察全息照片。掌握偏振及激光的應用。體驗現(xiàn)代科技的神奇、培養(yǎng)對科學的興趣。知識點一偏振、光的偏振、偏振現(xiàn)象的應用[觀圖助學]如圖所示是立體電影中的圖片。為什么立體電影會產(chǎn)生如此神奇的效果？提示

立體電影同時放映著從不同角度同時拍攝的場景，且這兩臺放映機采用互相垂直的偏振光進行放映，只有戴上偏振方向也互相垂直的偏振光眼鏡，才能保證每只眼鏡正好通過與其檢偏方向相同的偏振光，再經(jīng)人的大腦整合，形成強烈立體感的場景。1.橫波與縱波的特點

橫波中各點的振動方向總與波的傳播方向______。縱波中，各點的振動方向總與波的傳播方向在__________上。____波有偏振現(xiàn)象。2.自然光和偏振光 (1)自然光：太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于______方向上沿______方向振動的光，沿著各個方向振動的光波的強度都相同。 (2)偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿著某個特定的方向振動的光。垂直同一直線橫傳播一切3.光的偏振偏振現(xiàn)象只有沿偏振片的“______方向”振動的光波才能通過偏振片結論偏振現(xiàn)象表明，光是一種____波偏振光的形成①自然光通過________后，得到偏振光②自然光在介質(zhì)表面反射時，______光和_____光都是偏振光偏振現(xiàn)象的應用①把偏振片裝在照相機鏡頭前②電子表的液晶顯示透射橫偏振片反射折射[思考判斷](1)偏振光沿各個方向振動的光波的強度都相同。()(2)自然光通過偏振片后成為偏振光。()(3)除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通常看到的絕大部分光都是偏振光。(

)(4)如果偏振片的透振方向與偏振光的振動方向垂直，偏振光不能透過偏振片。(

)(5)光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波。()(6)自然界不存在偏振光，自然光只有通過偏振片才能變?yōu)槠窆狻?

)×××√√√激光的特點及其應用知識點二激光特點性質(zhì)應用相干性只有頻率______、相位差______、偏振方向______的光才是相干光。激光是一種人工產(chǎn)生的相干光，具有高度的相干性光纖通信平行度激光的________非常好，在傳播很遠的距離后仍能保持一定的強度精確的測距；讀取光盤上記錄的信息等高亮度它可以在很小的______和很短的______內(nèi)集中很大的______用激光束切割、焊接；醫(yī)學上可以用激光做“光刀”；激發(fā)核反應等相同恒定一致平行度空間時間能量[思考判斷](1)激光是自然界普遍存在的一種光。()(2)激光是一種人工產(chǎn)生的相干光。()(3)用激光做雙縫干涉實驗這是應用了激光具有高度的相干性的特點。(

)(4)激光精確測距利用激光的平行度好的特點。(

)(5)激光切割利用激光平行度好的特點。(

)××√√√如圖所示，取一個偏振片P，讓陽光通過偏振片P，在P的另一側觀察，可以看到偏振片是透明的；在偏振片P的后面再放置另一個偏振片Q，以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片Q，會看到什么現(xiàn)象？這說明什么？[觀察探究]核心要點自然光和偏振光提示會看到在旋轉(zhuǎn)Q時光的亮度發(fā)生變化。[探究歸納]1.偏振片和透振方向

偏振片由特定的材料制成，每個偏振片都有一個特定的方向，只有沿著某個特定方向振動的光波才能順利通過偏振片，這個方向叫作“透振方向”。2.光的偏振現(xiàn)象表明光是橫波。3.自然光與偏振光的比較

自然光(非偏振光)偏振光不同點光的來源直接從光源發(fā)出的光自然光通過起偏器后的光或由某種介質(zhì)反射或折射的光光的振動方向

在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿所有方向，且沿各個方向振動的光波的強度都相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿某個特定方向(與起偏器透振方向一致)相同點不管是自然光還是偏振光，傳播方向與振動方向一定垂直[試題案例][例1]

(多選)如圖所示，A、B為兩偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此時在光屏C上，透射光的強度最大，則下列說法中正確的是(

)A.此時A、B的透振方向平行B.只有將B繞OO′軸順時針旋轉(zhuǎn)90°，屏上透射光的強度才會最弱，幾乎為零C.將A、B中的任意一個繞OO′軸旋轉(zhuǎn)90°，屏上透射光的強度都會最弱，幾乎為零D.將A沿順時針旋轉(zhuǎn)180°，屏上透射光的強度最弱，幾乎為零解析當A、B兩偏振片的透振方向平行時，光屏上光的強度最大；當二者透振方向垂直時，光屏上光的強度最弱，幾乎為零，由此可知選項A、C正確。答案

AC方法凝煉(1)自然光通過一個偏振片成為偏振光，透射光的偏振方向與偏振片的放置有關，但光的強度與偏振片的方向無關。(2)偏振光通過偏振片時，透光的強度與偏振光的振動方向和偏振片的透振方向的夾角大小有關。[針對訓練1]

如圖所示，讓太陽光(自然光)通過M上的小孔S后照射到M右方的偏振片P上，P的右側再放一光屏Q，現(xiàn)使P繞著平行于光傳播方向的軸勻速轉(zhuǎn)動一周，則關于光屏Q上的亮度變化情況，下列判斷中正確的是(

)A.只有當偏振片轉(zhuǎn)到某一適當位置時光屏被照亮，其他位置時光屏上無亮光B.光屏上亮度基本不變C.光屏上亮、暗交替變化出現(xiàn)D.光屏上只有一條亮線隨偏振片的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動解析太陽光是自然光，光在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光的振動沿任意方向，且各個方向上的光振動強度相同，所以旋轉(zhuǎn)偏振片只能改變光振動的方向，不能改變光的強度。答案B核心要點激光及其應用激光與自然光的區(qū)別[要點歸納]自然光激光原子的發(fā)光方向及時刻不確定原子的發(fā)光方向及時刻相同顏色多樣顏色單一不能發(fā)生干涉

能發(fā)生干涉非相干光人工產(chǎn)生的相干光傳播中發(fā)散嚴重平行度好、傳播中幾乎不發(fā)散亮度遠遠小于激光亮度高[試題案例][例2]

(多選)關于激光與自然光，下列說法正確的是(

) A.激光是只含一種頻率的光，而自然光是含有各種色光頻率的光，所以激光的相干性好 B.自然光是由物質(zhì)的原子發(fā)射出來的，而激光是人工產(chǎn)生的，所以激光不是由物質(zhì)的原子發(fā)射出來的 C.激光和自然光都具有相同的本質(zhì)，它們都具有波動特性 D.相干性好是激光與普通光的根本區(qū)別解析激光的頻率也有一定的范圍，不能錯誤地理解激光單色性好的含義，所有的光都是由物質(zhì)的原子發(fā)射的，故A、B項錯誤。答案

CD方法凝煉激光的特點、作用以及與其對應的應用特點作用應用實例相干性好可進行調(diào)制、傳遞信息光纖通信、全息照相平行度好傳播很遠距離仍能保持一定強度，可精確測距、測速激光雷達可會聚于很小的一點，記錄信息密度高DVD、VCD、CD機、計算機光驅(qū)亮度高可在很小空間、短時間內(nèi)集中很大能量激光切割