物理选择性必修 第一册6 光的偏振 激光图文ppt课件

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第四章2022内容索引自主预习 新知导学合作探究 释疑解惑课堂小结随堂练习课标定位素养阐释1.知道光的偏振现象,了解光的偏振的应用。2.了解自然光与偏振光的区别。3.知道光的偏振现象证明了光是横波。4.知道激光的特点和应用。1.理解自然光与偏振光的概念,形成物理观念。2.运用偏振知识来解释生活中的一些常见光学现象,掌握科学思维。3.体会激光的实际应用,形成科学态度与责任。自主预习 新知导学一、偏振1.偏振现象不同的横波,即使传播方向相同,振动方向也可能是不同的,这个现象称为“偏振现象”。2.偏振方向在横波中,各点的振动方向总与波的传播方向垂直,横波的振动方向称为“偏振方向”。二、光的偏振1.偏振片由特定的材料制成,每个偏振片都有一个特定的方向,沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片,偏振方向与方向垂直的光不能通过,这个方向叫作“透振方向”。2.自然光太阳以及日光灯、发光二极管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,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同,这种光是“自然光”。3.偏振光在垂直于传播方向的平面上,沿着某个特定的方向振动,这种光叫作偏振光。4.光的偏振现象说明光是一种横波。三、偏振现象的应用1.在照相机镜头前安装一片偏振滤光片,转动滤光片可以减弱反射光进入镜头。2.立体电影也利用了光的偏振现象。四、激光的特点及其应用【思考讨论】 1.判断下列说法的正误。(1)横波和纵波都能产生偏振现象。(　　)(2)自然光通过偏振片可以获得偏振光。(　　)(3)茶色眼镜利用了光的偏振现象。(　　)(4)利用激光的相干性好可以用来做“光刀”。(　　)2.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。×√××3.市场上有一种太阳镜,它的镜片是偏振片。请查找资料或向有经验的人请教并回答:为什么不用普通的带色玻璃而用偏振片?提示:两者的目的都是减少通光量,但普通带色玻璃改变了物体的颜色,而偏振片却没有,并且看景物的色彩柔和浓重。合作探究 释疑解惑【问题引领】 如图所示,取一个偏振片P,让阳光通过偏振片P,在P的另一侧观察,可以看到偏振片是透明的;在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片Q,会看到什么现象?这说明什么?提示:会看到在旋转Q时光的亮度发生变化。偏振片的作用类似于狭缝的作用,只有振动方向与透振方向一致的光才能通过。当偏振片Q与P的透振方向平行时,穿过Q的光最强;当Q与P的透振方向垂直时,光不能透过Q。【归纳提升】 1.偏振现象对横波,只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时,横波才能毫无阻碍地通过狭缝;当狭缝的方向与质点的振动方向垂直时,横波就不能通过狭缝,这种现象叫作横波的偏振,偏振是横波特有的现象。2.自然光和偏振光的比较 3.偏振光的产生方式(1)自然光经过偏振片后能形成偏振光,偏振光可以用另一个偏振片检验。(2)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交界面上,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°,那么反射光和折射光都是偏振光,且是完全偏振光,偏振方向相互垂直。【典型例题】 【例题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处将看到光亮答案:BD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;它通过偏振片A后,即变为偏振光,故B正确;设通过A的光沿竖直方向振动,而偏振片B只能通过沿水平方向振动的偏振光,则P点无光亮,以SP为轴将B转过180°后,P处仍无光亮,故C错误;以SP为轴将B转过90°后,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D正确。科学思维 偏振片是由特殊材料制成的,其“狭缝”用肉眼不能看见,它只允许振动方向与“狭缝”平行的光波通过。通过偏振片后,自然光就变成了偏振光。【变式训练1】 如图所示,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上光的亮度变化情况,下列说法正确的是(　　)A.只有当偏振片转到某一适当位置时光屏被照亮,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答案:C解析:自然光在各方向的振动强度是相同的。当偏振片转动时,自然光透过偏振片的光的强度并不发生变化。【问题引领】 激光作为一种人造光源在科研、通信、工业生产、军事科技等领域都有着广泛应用,如激光干涉仪、激光切割机、激光炮等,激光的应用如此广泛,激光到底具有哪些特性?提示:相干性强、平行度好、亮度高。【归纳提升】 1.激光的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,无需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。2.激光的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.激光的亮度非常高它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。如果把强大的激光束会聚起来,可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万摄氏度的高温。【典型例题】 【例题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,A项正确,B项错误;激光具有方向性好、亮度高、强度大等特点,可以切除肿瘤,C项正确;激光是一种波,只要是波就能发生衍射现象,D项错误。科学思维 激光的特点1.激光首先是光,遵循光的一切规律,例如折射、反射、衍射、干涉等。2.激光是一种新型光源,具有一般光源所不具备的特点,例如单色性好、方向性强、亮度高等。3.针对激光的每一个特点,都有很多方面的应用。【变式训练2】 激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是(　　)A.激光是纵波B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同C.两束频率不同的激光能产生干涉现象D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离答案:D解析:一切光都是横波,故选项A错误;根据v=λf,光在不同介质中的传播速度不同,频率相同,波长不同,故选项B错误;发生干涉现象的两束光频率必须相同,故选项C错误,D项正确。课堂小结随堂练习1.(光的偏振)关于偏振光的下列说法正确的是(　　)A.自然光就是偏振光B.单色光就是偏振光C.沿着一个特定方向传播的光叫偏振光D.沿着一个特定方向振动的光叫偏振光答案:D解析:自然光和偏振光的根本区别是前者包含着沿任意方向(垂直光传播方向)振动的光,而且沿各个方向振动的光波强度相同,而偏振光只有沿着某一特定方向振动的光,与光的颜色无关。2.(激光的应用)下列应用激光的事例中错误的是(　　)A.利用激光进行长距离精确测量B.利用激光进行通信C.利用激光进行室内照明D.利用激光加工坚硬材料答案:C解析:利用激光的方向性强可进行长距离测距;利用激光通过光导纤维以及光的全反射原理进行光纤通信;利用激光的高能量可加工坚硬材料,所以本题应选C。3.(光的偏振)如图所示,一束自然光通过偏振片照射到光屏上,则图中光屏上不发亮的是(偏振片上用箭头表示其透射方向) (　　)答案:C 解析:自然光通过偏振片后成为偏振光,当偏振光的振动方向与偏振方向平行时能够通过,垂直时不能通过,故A、B、D能发亮,C不能。4.(激光的应用)关于激光的应用问题,下列说法正确的是(　　)A.光纤通信应用了激光平行度非常好的特点对信号进行调制,使其在光导纤维中进行传递信息B.计算机内“磁头”读出光盘上记录的信息应用了激光有相干性的特点来进行的C.医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤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应用了激光亮度高的特点答案:C