人教版 (2019)选择性必修 第一册6 光的偏振 激光集体备课ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册6 光的偏振 激光集体备课ppt课件，共38页。PPT课件主要包含了学习任务一光的偏振，偏振片，图4-6-1，自然光和偏振光的比较，图4-6-2，图4-6-3，平行度，激光与自然光的区别，84×105，图4-6-4等内容，欢迎下载使用。

1.通过观察光的偏振现象,知道光是横波.2.知道偏振光和自然光的区别,能运用偏振知识解释生活中的一些常见光学现象.3.了解激光的特性,能举例说明激光技术在生产生活中的应用.
本节主要阐述了光的偏振现象,以及光的偏振在生产、生活、科技等方面的应用.偏振现象对于学生来说不好理解,所以教材先从绳波会发生偏振入手,再通过类比去介绍光的偏振.在教学中,做好两个实验和“做一做”是让学生认识和理解光的偏振现象的关键,也是本节数学的突破口.本节内容有利于开阔学生的视野,加深对光的波动性,特别是对光是横波的理解.
[教材链接] 阅读教材第104~105页,填写偏振的相关知识(1)偏振现象①自然光:包含着在垂直于传播方向上沿　　　　方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都　　　　,这种光称为自然光. ②偏振光:在垂直于传播方向的平面上,沿着某个　　　　的方向振动的光称为偏振光. ③偏振片:由特殊材料制成,每个偏振片都有一个　　　　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,这个方向称为透振方向. 
(2)偏振光的产生方式①自然光通过　　　　后形成偏振光. ②自然光射到两种介质的分界面上,入射角合适时,使得反射光与折射光　　　　,则反射光和折射光都是偏振光,且偏振方向互相　　　　. 
例1 (多选)在垂直于太阳光的传播方向前、后放置两个偏振片P和Q,在Q的后边放上光屏,如图4-6-1所示,则下列说法不正确的是(　　 )A.Q不动,旋转偏振片P,屏上光的亮度不变B.Q不动,旋转偏振片P,屏上光的亮度时强时弱C.P不动,旋转偏振片Q,屏上光的亮度不变D.P不动,旋转偏振片Q,屏上光的亮度时强时弱
[解析] P是起偏器,它的作用是把太阳光(自然光)转变为偏振光,该偏振光的振动方向与P的透振方向一致,所以当Q与P的透振方向平行时,通过Q的光强最大;当Q与P的透振方向垂直时,通过Q的光强最小,即无论旋转P或Q,屏上光的亮度都是时强时弱,故A、C错误,B、D正确.
例2 (多选)关于自然光和偏振光,以下说法正确的是(　　)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.偏振光是在垂直于传播方向上,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.只有横波才会发生偏振现象
[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;由偏振原理知D正确.
[物理观念] (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坐席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.
学习任务二:偏振的应用
(3)立体电影:立体电影也是利用了光的偏振原理.(4)电子表的液晶显示屏:在两块透振方向互相垂直的偏振片当中插进一个液晶盒,液晶具有各向异性的属性,特别是偏振光经过液晶时,其振动方向会旋转90°,利用这种特性控制光通过或不通过,从而显示数字的形状.
例3 如图4-6-2所示是观看立体电影时放映机镜头上的偏振片和观看者所戴的偏光眼镜的配置情况,其中正确的是(　　)
[解析] 立体电影是利用光的偏振现象来实现的.两台放映机同时放映着从不同角度同时拍摄的场景,并且放映机采用正好垂直的偏振光进行放映,观众所戴的眼镜左、右镜片的透振方向正好也相互垂直.只有透振方向与某束偏振光的偏振方向平行的镜片才能透过该束偏振光,这样,两只镜片分别只能透过来自两台放映机中某一台的偏振光,则观众同时能获得两束带有不同信息的光线,在脑海中便能复合成立体感很强的场景,所以B图所示情况正确.
例4 [2020·山西忻州一中期中] 夜晚,汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼,严重影响行车安全(如图4-6-3所示).若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃,使射出的灯光变为偏振光;同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃,其透振方向正好与灯光的振动方向垂直,但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体.假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置,则以下措施中可行的是(　　)A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是竖直的C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
[解析] 此题要求自己车灯发出的光经对面车窗反射后仍能进入自己眼中,而对面车灯发出的光不能进入自己的眼中.若前窗的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平,则从车灯发出的光照射到物体上反射回的光线将不能透过前窗玻璃,司机面前将是一片漆黑,A错误;若前窗玻璃与车灯玻璃透振方向均竖直,则对面车灯的光仍能照射得司机睁不开眼,B错误;若前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°,则车灯发出的光经物体反射后无法透射进本车内,却可以透射进对面车内,C错误,D正确.
[教材链接] 阅读教材第105~106页,填写激光的相关知识.
学习任务三:激光的特点及其应用
例5 关于激光的应用问题,下列说法中正确的是(　　)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.医学中用激光做“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] 由激光的特点可知,光纤通信主要利用了激光的相干性,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,B错误;医疗中用激光做“光刀”来切除肿瘤利用了激光亮度高的特点,C正确;“激光测距雷达”利用的是激光的平行度好的特点,D错误.
1.(多选)如图所示,电灯S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
[解析] 自然光在垂直于传播方向的平面内,沿各个方向的振动是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只沿着某一特定方向振动的光.从电灯直接发出的光为自然光,故A错误;它通过A偏振片后,即变为偏振光,故B正确;设通过A的光沿竖直方向振动,而B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光,则P点无光亮,将B转过180°后,P处仍无光亮,故C错误;将B转过90°,则该偏振片将变为能通过沿竖直方向振动的光的偏振片,则偏振光能通过B,即在P处有光亮,故D正确.
2.如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置,一束偏振光射入光纤,由于温度的变化,光纤的长度、芯径、折射率发生变化,从而使偏振光的振动方向发生变化,光接收器接收的光强度就会变化.设起偏振器和检偏振器透振方向相同.关于这种温度计的工作原理,下列说法正确的是(　　)A.到达检偏振器的光的振动方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越大
B.到达检偏振器的光的振动方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越大C.到达检偏振器的光的振动方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越小D.到达检偏振器的光的振动方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越小
[解析] 根据题意知,温度变化越大,光通过光纤时振动方向变化越大,起偏振器和检偏振器的透振方向是相同的,光从光纤中通过时振动方向变化越大,透过检偏振器的光强度就会越小,所以光接收器接收的光强度也就会越小,选项B正确.
3.如图所示,在杨氏双缝实验中,下述情况能否看到干涉条纹?简单说明理由.(1)在单色自然光源S后加一偏振片P;
[答案] 见解析[解析] (1)能.到达S1、S2的光是从同一线偏振光分解出来的,它们满足相干条件,能看到干涉条纹,且由于偏振片很薄,对路程差的影响可忽略,干涉条纹的位置与间距和没有P时基本一致,只是光的强度由于偏振片的作用而减弱.
3.如图所示,在杨氏双缝实验中,下述情况能否看到干涉条纹?简单说明理由.(2)在(1)的情况下,再加偏振片P1、P2,P1与P2的透射光方向垂直.
[解析]不能.由于从P1、P2射出的光的振动方向相互垂直,不满足干涉条件,故光屏E被均匀照亮,无干涉现象,看不到干涉条纹.
4.应用激光平行度好的特性,可以精确地测量距离.对准目标发射一个极短的激光脉冲,测量发射脉冲与收到反射脉冲的时间间隔,就可求出激光器到目标的距离.若在地球上向月球发射一个激光脉冲,测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56 s,则月球到地球的距离大约是　　　　　km. 
1.(对光的偏振的理解)[2020·浙江金华六校联考] 如图4-6-4所示,让太阳光通过M上的小孔S后照射到M右方的一偏振片P上,P的右侧再放一光屏Q.现使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周,则关于光屏Q上的亮度变化情况,下列说法中正确的是(　　)A.只有当偏振片转到某一适当位置时光屏才被照亮,在其他位置时光屏上无亮光B.光屏上亮、暗交替变化C.光屏上亮度不变D.光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动
[解析] 因为太阳光为自然光,自然光沿各个方向振动的光的强度都相同,故光屏Q上的亮度不变,C正确.
2.(光的偏振现象的应用)在拍摄日落时分水面下的景物时,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] 让偏振片的透振方向与反射光的偏振方向垂直,可以减弱反射光进入镜头,使水下景物的像清晰.
3.(激光的特点)(多选)激光被誉为“神奇的光”,关于激光的应用,下列说法中正确的是(　　)A.激光用来控制核聚变,是因为它的方向性好,光源的能量能集中在很小一点上,可以在空间某个小区域内产生极高的温度B.由于激光是相干光,所以它能像无线电波那样被调制,用来传递信息C.用激光拦截导弹,摧毁卫星,是因为激光在大气中传播不受大气的影响D.能利用激光测量地面到月球表面的距离,是因为激光通过地球大气不会发生折射
[解析] 激光用来控制核聚变,是因为它的方向性好,光源的能量能集中在很小一点上,可以在空间某个小区域内产生极高的温度,故A正确;由于激光是相干光,所以它能像无线电波那样被调制,用来传递信息,故B正确;用激光拦截导弹,摧毁卫星,是因为激光方向性好、能量高,故C错误;能利用激光测量地面到月球表面的距离,是因为激光平行度好、方向性好,故D错误.
4.(激光的应用)关于激光的应用问题,下列说法中正确的是(　　)A.全息照相是利用激光平行度非常好的特点B.利用强激光产生的高压使得可控核聚变成为可能C.用激光束来切割或焊接较硬的材料是利用激光平行度好的特点D.“激光测距雷达”和用激光读取DVD光盘上的信息是利用激光有相干性的特点