4.6 光的偏振 激光（原卷版）-2025年高二物理同步培優(yōu)講練（人教版選擇性必修第一冊(cè)）

4.6光的偏振激光0101學(xué)習(xí)目標(biāo)物理素養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.物理觀念：①了解光的偏振現(xiàn)象，知道激光的特性。②知道自然光和偏振光的區(qū)別。2.科學(xué)思維：借助實(shí)例分析推理知道光是橫波。3.科學(xué)探究：經(jīng)歷光的偏振實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，體會(huì)偏振光的特性。4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過(guò)生活中實(shí)例觀察，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)物理之美，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。1.通過(guò)觀察光的偏振現(xiàn)象，知道光是橫波。2.知道偏振光和自然光的區(qū)別，能運(yùn)用偏振知識(shí)解釋生活中的一些常見(jiàn)光學(xué)現(xiàn)象。3.了解激光的特性，能舉例說(shuō)明激光技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。重點(diǎn)關(guān)注：①偏振、偏振片、透振方向②偏振光、自然光③激光002思維導(dǎo)圖003知識(shí)梳理（一）課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識(shí)一、光的偏振1．偏振現(xiàn)象：不同的橫波，即使傳播方向相同，振動(dòng)方向也____________，這種現(xiàn)象稱為“偏振現(xiàn)象”，橫波的____________稱為“偏振方向”。2．光的偏振(1)偏振片：由特定的材料制成，每個(gè)偏振片都有一個(gè)特定的方向，沿著這個(gè)方向振動(dòng)的光波能順利通過(guò)偏振片，這個(gè)方向叫作“____________方向”。(2)自然光和偏振光①自然光：太陽(yáng)、日光燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于____________上沿____________方向振動(dòng)的光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都____________。這種光是“自然光”。②偏振光：在垂直于____________的平面上，沿著____________的方向振動(dòng)，這種光叫作偏振光。(3)光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波。二、偏振現(xiàn)象的應(yīng)用1．?dāng)z影技術(shù)中的應(yīng)用：攝影師在拍攝池中的游魚(yú)、玻璃櫥窗里的陳列物時(shí)，由于水面和玻璃表面的反射光的干擾，景象會(huì)不清楚。如果在照相機(jī)鏡頭前裝一片偏振濾光片，轉(zhuǎn)動(dòng)濾光片，讓它的透振方向與水面和玻璃表面的反射光的偏振方向____________，就可以____________反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。2．偏振片在汽車(chē)擋風(fēng)玻璃上的應(yīng)用：汽車(chē)夜間行駛與對(duì)面的車(chē)輛相遇時(shí)，如遇遠(yuǎn)光燈引發(fā)炫目，極易引起車(chē)禍。如果駕駛室的擋風(fēng)玻璃和車(chē)燈的玻璃罩都裝有偏振片，而且規(guī)定它們的偏振方向都沿同一方向并與水平面成45°角，可避免遠(yuǎn)光燈引發(fā)炫目，保證行車(chē)安全。3．立體電影：在每架放映機(jī)前裝有一塊偏振片，其透振方向互相垂直。觀眾所戴的偏振眼鏡的兩只鏡片透振方向互相垂直，且左眼鏡片與左放映機(jī)前偏振片的透振方向一致，右眼鏡片與右邊放映機(jī)前偏振片的透振方向一致。這樣，左眼只能看到左邊放映機(jī)放映出的畫(huà)面，右眼只能看到右邊放映機(jī)放映出的畫(huà)面，兩眼看到的畫(huà)面略有差別，因而產(chǎn)生立體感。三、激光1．激光的產(chǎn)生：激光是一種____________相同、____________恒定、____________一致的____________(選填“人造”或“自然”)光波，具有高度的____________。2．激光的特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)性質(zhì)應(yīng)用相干性高激光具有頻率單一、相位差恒定、偏振方向相同的特點(diǎn)，是人工產(chǎn)生的相干光，具有高度的相干性單縫衍射和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)光纖通信全息照相平行度好激光的平行度非常好，傳播很遠(yuǎn)的距離后仍能保持一定的強(qiáng)度精確的測(cè)距；提供目標(biāo)指引；讀取光盤(pán)上記錄的信息等亮度高它可以在很小的空間和很短的時(shí)間內(nèi)集中很大的能量用激光束切割、焊接；醫(yī)學(xué)上可以用激光做“光刀”（二）辨析1.自然光和偏振光的主要區(qū)別是什么?2.自然光經(jīng)水面反射的光一定是偏振光嗎?3.利用激光測(cè)量地球到月球的距離,應(yīng)用了激光哪方面的特點(diǎn)?4.什么是激光的“純凈”性?這一性質(zhì)有何作用?004題型精講【題型一】光的偏振【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】1.自然光與偏振光的比較自然光偏振光不同點(diǎn)光的來(lái)源直接從光源發(fā)出的光自然光通過(guò)偏振片后的光或由某種介質(zhì)反射或折射的光光的振動(dòng)方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿所有方向，且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿某個(gè)特定方向(與偏振片透振方向一致)相同點(diǎn)不管是自然光還是偏振光，傳播方向與振動(dòng)方向一定垂直2.自然光與偏振光的比較（1）偏振光的形成①讓自然光通過(guò)偏振片形成偏振光．②讓自然光在兩種介質(zhì)界面發(fā)生反射和折射，反射光和折射光可以成為部分偏振光或完全偏振光．（2）偏振光的應(yīng)用：加偏振濾光片的照相機(jī)鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車(chē)燈眩光等．（3）光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波．【典型例題1】（2024·北京東城·一模）圖甲、圖乙分別為研究光現(xiàn)象的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．圖甲正中央的亮點(diǎn)是由于光通過(guò)小孔沿直線傳播形成的B．圖甲所示現(xiàn)象是光線通過(guò)一個(gè)不透光的圓盤(pán)得到的衍射圖樣，它與光通過(guò)圓孔得到的衍射圖樣是一樣的C．圖乙中的P、Q是偏振片，P固定不動(dòng)，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)Q，只有如圖中所示P、Q的“透振方向”相平行的位置時(shí)光屏才是亮的D．圖乙所示現(xiàn)象可以表明光波是橫波【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】（2024·重慶·模擬預(yù)測(cè)）白熾燈正常發(fā)光時(shí)，其消耗的電能約有10%的部分用于產(chǎn)生可見(jiàn)光。如圖所示，白熾燈發(fā)出的白光通過(guò)元件M照射到光屏P上。下列說(shuō)法中正確的是（）A．如果M是單縫屏，光屏上出現(xiàn)的衍射圖樣中央是紅色亮條紋B．如果M是單縫屏，光屏上出現(xiàn)的衍射圖樣中央是白色亮條紋C．如果M是偏振片，沿水平軸線旋轉(zhuǎn)M，光屏上光的顏色將發(fā)生變化D．如果M是偏振片，沿水平軸線旋轉(zhuǎn)M，光屏上光的亮度將發(fā)生周期性的變化【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】（22-23高二下·北京西城·期中）如圖所示，讓白熾燈發(fā)出的光通過(guò)偏振片P和Q，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片P和Q，可以看到透射光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明（）A．光在真空中可以傳播 B．光是一種橫波C．光是一種縱波 D．光能發(fā)生衍射現(xiàn)象005強(qiáng)化訓(xùn)練【基礎(chǔ)強(qiáng)化】1．（23-24高二下·福建三明·期末）與光的偏振原理有關(guān)的是（

）A．泊松亮斑 B．3D電影 C．小孔成像 D．海市蜃樓2．（23-24高二下·上?！て谥校﹫D為通過(guò)3D眼鏡看電腦顯示屏的照片，通過(guò)右側(cè)鏡片可看見(jiàn)屏幕上的內(nèi)容，而通過(guò)左側(cè)鏡片則看到一片黑，其原因是（

）A．左側(cè)鏡片上涂有增反膜B．右側(cè)鏡片上涂有增透膜C．光通過(guò)左側(cè)鏡片時(shí)發(fā)生了全反射D．左側(cè)鏡片的偏振方向與屏幕發(fā)出光的振動(dòng)方向垂直3．（2024·江蘇揚(yáng)州·二模）觀看立體電影時(shí)要戴偏振片制成的眼鏡，眼鏡左右鏡片透振方向的夾角是（）A．0° B．30° C．60° D．90°4．（23-24高二上·江蘇鹽城·期末）如圖所示，光屏M、N和偏振片P、Q平行共軸，其中P固定、Q可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。開(kāi)始時(shí)Q與P偏振方向一致。太陽(yáng)光沿軸線通過(guò)光屏M上的小孔射入，Q繞軸線緩慢旋轉(zhuǎn)180°的過(guò)程中，透過(guò)偏振片到達(dá)光屏N上光的強(qiáng)度（

）A．始終變強(qiáng) B．先變強(qiáng)后變?nèi)?C．始終變?nèi)?D．先變?nèi)鹾笞儚?qiáng)5．（23-24高二下·河北保定·階段練習(xí)）如圖所示，讓白熾燈發(fā)出的光通過(guò)偏振片P和Q，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片P和Q，可以看到透射光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明（）A．光能發(fā)生干涉現(xiàn)象 B．光能發(fā)生衍射現(xiàn)象C．光是一種橫波 D．光是一種縱波6．（23-24高二下·山西太原·期末）下列選項(xiàng)正確的是（）A．可利用激光亮度高的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行精確測(cè)距B．激光與自然光相比，自然光更容易發(fā)生干涉現(xiàn)象C．觀看立體電影時(shí)，觀眾戴的眼鏡是一對(duì)透振方向互相平行的偏振片D．通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)加裝在相機(jī)鏡頭前的偏振濾光片，可使照片中水下和玻璃后的景象清晰7．（23-24高一下·重慶沙坪壩·期末）關(guān)于激光的描述，下列說(shuō)法正確的是（）A．激光是縱波，不能發(fā)生偏振現(xiàn)象B．激光在光導(dǎo)纖維中傳遞信息要比在真空中快C．激光不能像無(wú)線電波那樣用來(lái)傳遞信息D．激光檢查物體表面平整度利用了光的干涉原理8．（23-24高二下·浙江湖州·期末）近日，一段“電力局用激光炮修剪樹(shù)枝”的視頻在網(wǎng)絡(luò)走紅，圖中機(jī)器名為便攜式激光清障儀，上方的樹(shù)枝經(jīng)過(guò)激光照射后斷裂。下列關(guān)于激光說(shuō)法不正確的是（）A．激光是頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向一致的光波B．激光修剪樹(shù)枝是利用激光亮度高、能量大的特點(diǎn)C．激光測(cè)距利用了激光相干性好的特點(diǎn)D．光纖通信是利用了激光能被調(diào)制，可以用來(lái)傳遞信息的特點(diǎn)9．（23-24高二下·上海長(zhǎng)寧·期末）偏振光通過(guò)糖溶液后，迎著光看，偏振方向以傳播方向?yàn)檩S，旋轉(zhuǎn)角θ稱“旋光角”，θ與糖溶液濃度有關(guān)，θ測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值比較能確定含糖量，如圖自然光源S，偏振片A、B，轉(zhuǎn)動(dòng)B使O處光最強(qiáng)，然后將被測(cè)樣品P置于A、B間，則O處光強(qiáng)__________（選填“減弱”、“增強(qiáng)”、“不變”、“可能增強(qiáng)也可能減弱”）；若保持A不動(dòng)將B朝某一方向轉(zhuǎn)過(guò)角度θ后發(fā)現(xiàn)O處光強(qiáng)最大，則保持B不動(dòng)將A朝__________（選填“相同方向”、“相反方向”、“任意方向”）轉(zhuǎn)過(guò)角度θ后O處光強(qiáng)也一定最大，光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是__________波。

【素養(yǎng)提升】10．（23-24高二下·福建福州·期末）下列四幅圖為光的相關(guān)現(xiàn)象，關(guān)于它們說(shuō)法正確的是（）A．圖甲是單色光通過(guò)雙縫后得到的干涉條紋B．圖乙中內(nèi)窺鏡應(yīng)用了光的全反射原理C．圖丙為檢驗(yàn)工件平整度的裝置，利用了光的衍射原理D．圖丁是立體電影原理，利用了光的干涉現(xiàn)象【能力培優(yōu)】11．（23-24高二下·廣東佛山·期末）如圖所示，用紅色激光對(duì)準(zhǔn)球狀水滴照射，背面放上一副白屏，就可以獲得水中微生物的衍射圖樣，對(duì)此，下列說(shuō)法正確的是（）A．激光是一種橫波，傳播時(shí)需要介質(zhì)B．激光進(jìn)入水滴后波長(zhǎng)不會(huì)發(fā)生變化C．微生物的大小接近激光波長(zhǎng)時(shí)，衍射現(xiàn)象明顯D．換綠色激光照射水滴，一定不能得到微生物的衍射圖樣12．（23-24高二下·天津河?xùn)|·期末）（多選）關(guān)于