鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第5节 激光与全息照相备课课件ppt

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第5节 激光与全息照相备课课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了目录索引，探究二激光及应用等内容，欢迎下载使用。

基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
学以致用·随堂检测全达标
1.观察光的偏振现象,知道偏振光和自然光的区别。(科学探究)2.能运用偏振知识来解释生活中一些常见的光学现象。(物理观念)3.知道激光的特点及其应用。(物理观念)
一、光的偏振1.偏振现象(1)偏振:横波只沿着某一　　　　的方向振动的现象。 (2)偏振片和透振方向偏振片是只让　　　　　　振动的光通过的一种光学元件。通常把这个　　　　方向称为偏振片的透振方向。 (3)光的偏振现象说明,光是一种　　　　波。 (4)自然光在垂直于传播方向的平面内,光波可沿　　　　方向振动,光振动在平面内的分布是大致　　　　的,这样的光称为自然光。 
(5)偏振光①概念:在垂直于传播方向的平面内,只沿着某一个　　　　的方向振动的光。 ②获得方法:a.自然光通过偏振片后就能获得偏振光。让自然光通过偏振片后,只有振动方向与透振方向一致的光波才能完全通过,而振动方向与透振方向垂直的光波则完全不能通过。b.自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时,反射光和折射光都是偏振光。(6)起偏器和检偏器用于获得偏振光的偏振片叫　　　　　,用于检查通过起偏器的光是不是偏振光的偏振片叫　　　　　。 
2.偏振现象的应用(1)制作偏振镜,如观众戴上偏振镜观看立体电影;为了消除物体表面反射光的影响,在相机镜头前安装一片偏振滤光片,让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直,减弱了反射光进入镜头,使像更清晰。(2)检查力的分布情况,如根据偏振光通过受力的塑料或玻璃时,偏振方向会变化,人们制作车辆、桥梁模型来检查它们的受力分布情况,为设计和制作提供重要参数。
二、激光与全息照相1.激光及其特性激光是　　　　受激辐射产生的光,激光光束中所有光子的　　　一致、　　　　一致、　　　　　一致、　　　　　　一致,所以激光具有　　　　好、　　　　强、　　　　高等特点。 2.激光的应用(1)激光音乐喷泉(2)激光扫描条形码(3)激光测量(4)激光治疗
3.全息照相全息照相是应用光的　　　　实现的。作为光源的激光被分成两部分:一部分通过凹透镜发散后射到　　　上;另一部分射向一个平面镜,经反射后通过另一个凹透镜发散后射向　　　　的物体。该物体把光反射到胶片上,并与第一束光发生干涉,两束光干涉的结果就在胶片上记录下被拍摄物体的　　　　　　　信息,这就是全息照片。 
易错辨析判一判1.自然光是偏振光。(　　)2.光的偏振现象说明光是横波。(　　)3.激光是人工产生的相干光,其单色性好、相干性好。(　　)
即学即用练一练(多选)对于激光的认识,下列说法正确的是(　　)A.普通光源发出的光都是激光B.激光是自然界普遍存在的一种光C.激光是一种人工产生的相干光D.激光已经深入我们生活的各个方面
解析 普通光源不能产生激光,A错误;激光要通过人工控制才能产生,B错误,C正确;激光具有单色性好、相干性好、方向性好、亮度高的特点,已深入我们生活的各个方面,D正确。
探究一　自然光和偏振光的比较
在观看立体电影时,观众要戴上特制的眼镜,这副眼镜就是一对透振方向相互垂直的偏振片。如果不戴这副眼镜,银幕上的图像就模糊不清了。请问这是为什么?
要点提示 立体电影的光是偏振光。因为光是横波,只有与偏振片透振方向一致的光才能通过。
1.振动方向比较自然光在垂直于光的传播方向的平面内,沿所有方向振动;偏振光在垂直于光的传播方向的平面内,沿某一特定的方向振动。2.经过偏振片时现象比较如图甲,自然光通过偏振片后变成偏振光,后面的屏是明亮的,转动偏振片时,偏振光的振动方向随之变化,但屏上亮度不变。
如图乙、丙,偏振光经过偏振片时,若光的振动方向与偏振片的透振方向平行,屏是亮的;若光的振动方向与偏振片的透振方向垂直,屏是暗的;若既不平行也不垂直,屏的亮度介于两者之间,随着振动方向与透振方向的夹角变大,亮度逐渐变暗。
3.自然光、偏振光产生方式的比较太阳、电灯等直接发出的光是自然光;自然光经偏振片后都是偏振光。闪光语录　不论是自然光还是偏振光,传播方向与振动方向一定垂直。
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
解析 自然光沿各个方向振动是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只有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,则选项A错误;它通过偏振片A后,即变为偏振光,则选项B正确;设通过A的光沿竖直方向振动,则偏振片B只能通过沿水平方向振动的偏振光,则P点无光亮,将B转过180°后,在P处看不到光亮,则选项C错误;若将B转过90°,则该偏振片将变为能通过竖直方向振动的光的偏振片,则偏振光能通过B,即在P处可看到光亮,则选项D正确。
规律方法　对偏振光的理解(1)自然光通过一个偏振片成为偏振光,透射光的偏振方向与偏振片的放置有关,但光的强度与偏振片的方向无关。(2)偏振光通过偏振片时,透光的强度与偏振方向和偏振片方向的夹角大小有关。
针对训练1如图所示,电灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧。旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化情况是(　　)A.A、B均不变B.A、B均有变化C.A不变,B有变化D.A有变化,B不变
解析 电灯灯光是自然光,包含各个方向的光,且各个方向的光强度相等,所以旋转偏振片P时各方向透射光强度相同,故A点光的强度不变;电灯灯光经偏振片P后为偏振光,此时只有偏振片Q与P的偏振方向一致时偏振光才能完全透过Q,因此在旋转P时B点的光强有变化,选项C正确。
激光切割技术已广泛应用于金属和非金属材料的加工中,可大大减少加工时间,降低加工成本,提高加工质量。现代的激光成了人们所幻想追求的削铁如泥的“宝剑”。激光切割是利用了激光的什么特点来完成的?
要点提示 激光的亮度高,可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量,可以用于切割、焊接以及在坚硬材料上打孔等。
1.激光的产生激光是物质的原子受激辐射产生的光,其光束内所有光子的频率、相位、偏振方向、传播方向都一致。2.激光的特点(1)单色性好,相干性好。激光是很好的单色光源和相干光源。(2)方向性好。从激光器发出的激光具有极好的平行性,几乎是一束方向不变、发散角很小的平行光。传播几千米后,激光斑扩展范围不过几厘米,而相同条件下,探照灯的光束能扩展到几十米范围。(3)亮度高。激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量,是目前最亮的光源。
例题2　让激光照射到VCD机、CD机、DVD机或计算机的光盘上,就可以读取光盘上记录的信息,经过处理后还原成声音和图像,这是利用了激光的(　　)A.平行度好,可以会聚到很小的一点上B.相干性好,可以很容易形成干涉图样C.亮度高,可以在很短的时间内集中很大的能量D.波长短,很容易发生明显的衍射现象
解析 激光的平行度好,容易会聚成一个很小的光点,让激光照射到VCD机、CD机、DVD机或计算机的光盘上,传感器把光盘反射的光转化为电信号进行处理,还原出声音或图像,只有选项A正确。
针对训练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
解析 激光是用人工方法激发的一种特殊的光,具有很强的相干性,故选项A正确;普通光源发出的光是自然光,故选项B错误;医用光刀利用激光方向性好、亮度高、能量强等特点切除肿瘤,故选项C正确;激光是一种特殊的光,光的一切规律都可以直接应用于激光,故选项D错误。
1.(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.自然光透过两个偏振片后可还原为自然光D.太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光
解析 自然光沿各振动方向的光波的强度相同,选项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,选项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,选项C错误;太阳、电灯等普通光源发出的是自然光,选项D正确。
2.光的偏振现象说明光是横波,下列现象不能反映光的偏振特性的是(　　)A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光与折射光之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振光片可以使景象更清晰D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹
解析 通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹,这是光的衍射现象,与偏振无关,故选项D符合题目要求。
3.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,使其在光导纤维中进行传递信息B.计算机内“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光有相干性的特点来进行的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 光纤通信主要利用激光的相干性,故选项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,故选项B错误;医疗中的激光“光刀”利用了激光亮度高的特点,故选项C正确;激光测距利用激光的平行性好,故选项D错误。
4.(2023广东潮州高二期末)在拍摄水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振滤光片,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 当偏振片的方向与偏振光的方向平行时,允许偏振光通过,当它们相互垂直时,偏振光不能通过。拍摄水下景物时为了使照片清晰,则要过滤掉水面的反射光,所以让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直,从而减弱反射光,使景物的像清晰,故选A。