人教版 (2019)选择性必修 第一册第四章 光6 光的偏振 激光图文课件ppt

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目 标 素 养1.知道什么是光的偏振现象,形成正确的物理观念,知道偏振是横波特有的性质。2.知道自然光和偏振光的区别,知道偏振现象的一些应用,培养分析解决实际问题的能力。3.了解激光的特性和应用,应用激光观察全息照片,培养科学素养。
一、光的偏振　偏振现象的应用1.偏振现象:横波只沿某一特定的方向振动的现象称偏振现象。2.自然光与偏振光。(1)自然光:太阳、电灯等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。这种光是自然光。(2)偏振光:光在垂直于传播方向的平面上,只沿着某个特定的方向振动。这种光叫作偏振光。
3.偏振现象的应用。(1)摄影技术中的应用。由于水或玻璃表面的反射光的干扰,常使景像不清楚,如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片,让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直,就可以减弱反射光而使景像清晰。(2)偏振片在汽车挡风玻璃上的应用。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位前面的挡风玻璃上安装一块偏振片,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。
微判断1 1.自然光是偏振光。(　　)2.立体电影利用了光的偏振原理。(　　)3.自然光是在垂直于传播方向的平面上,只沿着某个特定的方向振动的光。(　　)4.光的偏振表明光是一种横波。(　　)5.自然光与偏振光之间可以相互转化。(　　)
微训练1 如图所示,让自然光照到P偏振片上,当P、Q两偏振片的透振方向间的夹角为以下哪些度数时,透射光的强度最弱(　　)
A.0°　　　　B.30°　　　　C.60°　　　　D.90°答案:D解析:两偏振片透振方向相同时透过的偏振光最强,两偏振片透振方向垂直时几乎没有偏振光透过。
二、激光的特点及其应用1.激光的产生。激光是原子受激辐射产生的光,传播方向、频率、偏振方向、相位差均相同,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。
2.激光的特点及应用。
微判断2 1.激光可以进行光纤通信是利用了相干性好的特点。(　　)2.激光可用做“光刀”来切开皮肤是利用激光的相干性好。(　　)3.激光打孔是应用了激光相干性好的特点。(　　)
微训练2 (多选)关于激光,下列说法正确的是(　　)A.激光是用人工方法激发出的一种特殊的光B.自然界中某些天然物体也可以发出激光C.激光可以像刀子一样切除肿瘤D.由于激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象答案:AC解析:激光是用人工方法激发出的一种特殊的光,故选项A正确,B错误;激光具有方向性好、亮度高、强度大等特点,可以像刀子一样切除肿瘤,故选项C正确;激光是一种波,只要是波就能发生衍射现象,故选项D错误。
一 偏振光的理解及应用
重难归纳1.自然光和偏振光的比较。
2.偏振光的产生方式。(1)自然光在玻璃、水面等表面反射时,反射光和折射光都是偏振光,入射角变化时偏振的程度也会变化。自然光射到两种介质的分界面上,如果光入射的方向合适,使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时,反射光和折射光都是偏振光,且偏振方向相互垂直。(2)自然光经过偏振片(起偏振器)后能形成偏振光。偏振光可以用另一个偏振片(检偏振器)检验。
为什么戴上偏振片眼镜时,可以清楚地看到水中的物体?提示:由于水面反射的光对人眼产生干扰,使人不能清楚地看到水下的物体,从水面反射的光中包含有很多偏振光,偏振片眼镜可不让这些偏振光进入眼睛,则水中的物体可以比较清楚地被看到。
典例剖析(多选)如图所示,S处的小灯泡发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入射光方向,看不到光亮,则(　　)
A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后,在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90°后,在P处将看到光亮答案:BD
解析:小灯泡直接发出的光为自然光,故选项A错误;自然光通过A偏振片后,即变为偏振光,故选项B正确;设通过A的光沿竖直方向振动,因P点无光亮,则B偏振片的透振方向沿水平方向,将B转过180°后P处仍无光亮,若将B转过90°,则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片,则偏振光能通过B,即在P处有光亮,故选项C错误,D正确。
特别提醒1.偏振现象在生活中非常普遍,并不是只有自然光通过偏振片后才变为偏振光,生活中除光源直接发出的光外,我们看到的绝大部分光都是偏振光,如自然光射到水面时的反射和折射光线,尤其是二者互相垂直时,都是典型的偏振光,并且是完全偏振光,振动方向相互垂直。 2.只有横波才能发生偏振现象,光是横波。
学以致用(多选)电子表的显示屏利用了液晶的旋光性,当液晶上不加电压时,偏振光通过液晶时偏振方向会旋转90°,这就是液晶的旋光性;如果在液晶上加上电压,则旋光性消失。有一种电子表的显示屏是透明的,而在显示数字的笔画处不透光,则关于该显示屏,下列说法正确的是(　　)A.上下两个偏振片的透振方向相互垂直B.上下两个偏振片的透振方向相互平行C.笔画处为透明电极,因此加上电压时变为不透明的D.笔画处没有电极,其余部分为透明电极
解析:假设光从下向上传播,光线通过下偏振片时成为偏振光,如果不加电压,偏振光通过液晶时偏振方向旋转90°,此时光线能透过上偏振片,可知上偏振片的透振方向应与此时偏振光的偏振方向相同,即与下偏振片的透振方向垂直,选项A正确,B错误;组成数字的笔画处有时透明,有时不透明,可知笔画处为透明电极,当加上电压时液晶旋光性消失,光线不能透过,选项C正确,D错误。
二 激光的特性及应用
重难归纳1.相干性好。所谓相干性好,是指容易产生干涉现象。普通光源发出的光(即使是所谓的单色光)频率是不一样的,而激光器发出的激光的频率几乎是单一的,并且满足其他的相干条件。所以,现在我们做双缝干涉实验时,无须在双缝前放一个单缝,而是用激光直接照射双缝,就能得到既明亮又清晰的干涉条纹。利用相干光易于调制的特点传输信息,所能传递的信息密度极高,
一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视,全国人民同时通话还用不完它的通信容量,而光纤通信就必须借助激光技术才能发展。
2.平行度非常好。与普通光相比,传播相同距离的激光束的扩散程度小,光线仍能保持很大的强度,保持它的高能量,利用这一点可以精确测距。3.激光的亮度非常高。激光不能直接照射眼睛,否则会伤害眼睛。4.激光单色性很好。激光的频率范围极窄,颜色几乎是完全一致的。
5.全息照相。下图为拍摄全息照片的基本光路。同一束激光被分为两部分,一部分直接照射到底片上(称为参考光),另一部分通过被拍摄物反射后再到达底片(称为物光)。参考光和物光在底片上相遇时会发生干涉,形成复杂的干涉条纹。底片上某点的明暗程度反映了两束光叠加后到达这点时光波的强弱。全息照片的拍摄利用了光的干涉原理,要求参考光和物光有很高的相干性。
利用激光测量地球到月球的距离,应用了激光哪方面的性质?提示:应用了激光平行度非常好的性质。
典例剖析关于激光的应用问题,下列说法正确的是(　　)A.光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制,使其在光导纤维中传递信息的B.计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点C.医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D.激光测距雷达利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点
解析:由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用了激光的相干性,选项A错误;计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行度好,选项B错误;医疗中的激光“光刀”利用了激光的亮度高的特点,选项C正确;激光测距利用的是激光的平行度和方向性好的特点,选项D错误。
规律总结激光的特点及其应用
学以致用下列应用激光的事例错误的是(　　)A.利用激光进行长距离的精确测量B.利用激光进行通信C.利用激光进行室内照明D.利用激光加工坚硬的材料答案:C
解析:激光的定向性好、精准度高,可以进行长距离测距,故选项A不符合题意。激光能够传递声音、图像等信息,因此可以利用激光进行通信,故选项B不符合题意。激光的亮度很高,不能用于室内照明,会刺伤人的眼睛;可以用来切割、加工较硬的材料,故选项C符合题意,D不符合题意。
1.下列光现象中应用了光的偏振现象的是(　　)A.全息照相B.立体电影C.医用纤维式内窥镜D.增透膜答案:B解析:全息照相利用激光的相干性好的特点,与光的干涉有关,故选项A错误。偏振片式立体电影技术的基本原理是光的偏振,故选项B正确。医用纤维式内窥镜利用了光的全反射,故选项C错误。增透膜利用光的薄膜干涉,故选项D错误。
2.关于偏振现象,下列说法正确的是(　　)A.所有单色光都是偏振光B.一切光和波都能发生偏振现象C.偏振现象是横波特有的现象D.光的振动方向与偏振片的透振方向平行时,光完全不能通过偏振片答案:C解析:自然光中的单色光不是偏振光,选项A错误。只有横波才能发生偏振现象,纵波不能发生偏振现象,因此偏振现象是横波特有的现象,选项B错误,C正确。光的振动方向与偏振片的透振方向垂直时,光完全不能通过偏振片,选项D错误。
3.关于激光,下列说法正确的是(　　)A.利用激光的相干性,可以用在雷达上进行精确的测距B.激光相干性好,任何两束激光都能发生干涉C.激光是人工制造的,不是偏振光D.利用激光亮度高,可在医学上做光刀切除肿瘤,或“焊接”剥落的视网膜答案:D