第5章　第4节　光的偏振 第5节　激光与全息照相 讲义—2021-2022学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第一册

第4节　光的偏振 第5节　激光与全息照相 [核心素养·明目标] 核心素养 学习目标 物理观念 知道光的偏振现象和激光的特点． 科学思维 能区分偏振光和自然光，理解激光的特点及应用． 科学探究 能够与他人合作，探究激光的特点． 科学态度与责任 感受偏振光和激光在日常生活中的应用， 激发学习科学的热情． 知识点一　光的偏振 1．偏振现象 (1)偏振：横波只沿着某一个特定的方向振动的现象． (2)偏振片和透振方向 偏振片是只让某一方向振动的光通过的一种光学元件．通常把这个透光方向称为偏振片的透振方向． (3)光的偏振现象说明，光是一种横波． (4)自然光 在垂直于传播方向的平面内，光波可沿任何方向振动，光振动在平面内的分布是大致均匀的，这样的光称为自然光． (5)偏振光 让自然光通过偏振片，就能获得偏振光． (6)起偏器和检偏器 用于获得偏振光的偏振片叫起偏器，用于检查通过起偏器的光是不是偏振光的偏振片叫检偏器． 2．偏振现象在生产生活中的应用 偏振现象的主要应用有偏振镜、立体电影、地震预报等． 　只有横波才存在偏振现象，纵波不存在偏振现象． 1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)自然光是偏振光． (×) (2)光的偏振现象说明光是横波． (√) (3)自然光通过偏振片可以获得偏振光． (√) 2：填空 立体电影应用了光的偏振现象． 知识点二　激光与全息照相 1．激光及其特性 (1)激光器 产生激光的装置． (2)激光及特性 激光是原子受激辐射产生的光，激光光束中所有光子的频率一致、相位一致、偏振方向一致、传播方向一致，所以激光具有单色性好、相干性好、方向性强、亮度高等特点． 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干涉实现的．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至胶片上；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被拍摄的物体．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三维图像信息，这就是全息照片． 　自然界中是否存在激光？ 提示：自然界中不存在激光． 3：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)激光是人工产生的相干光，其单色性好、相干性好． (√) (2)探照灯的光束就是激光． (×) (3)全息照相是利用激光单色性好的特点，发生干涉． (√) 考点1　激光 激光作为一种人造光源在科研、通讯、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？ 激光干涉仪　激光切割机　　激光炮 提示：激光具有单色性好、相干性好、方向性好、亮度高等特点． 激光的特性及应用 特点 (与普通光相比) 特点内容 应用 单色性好相干性好 频率单一，相位差恒定，易发生干涉现象，可像无线电波一样调制 激光全息照相、光纤通信、光的干涉 方向性好 激光的方向性非常好，是一束几乎不发散的平行光，可以会聚到很小的点上 测距和跟踪目标、CD唱片、计算机光盘 亮度高 激光能在很小的空间、很短的时间内集中很大的能量 “光刀”、激发核反应 【典例1】　关于激光的应用，下列说法正确的是(　　) A．全息照片拍摄是利用了激光的全反射原理 B．利用激光是相干光，可以用在雷达上进行精确的测距 C．由于激光平行度好，它能像无线电波那样被调制，用来传递信息 D．利用激光亮度高，可以用在医学上做光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜 D　[全息照片拍摄是利用了激光的频率单一，相干性好，能够产生明显的干涉，故A错误；利用激光平行度好，可以用在雷达上进行精确的测距，故B错误；利用激光相干性好，它能像无线电波那样被调制，用来传递信息，故C错误；利用激光光强度大、能量集中，可以用在医学上做光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜，故D正确．] [跟进训练] 1．激光可以用来进行精确的测距，激光测距雷达就是一种可以用来测距的装置，它是利用了激光的什么特点(　　) A．激光具有高度的相干性 B．激光的平行度非常好 C．激光的亮度高 D．激光的单色性好 B　[“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，方向性好．故B正确．] 考点2　光的偏振 如图所示是立体电影中的图片．为什么立体电影会产生如此神奇的效果？ 提示：在观看立体电影时，观众要戴上一副特制的眼镜，这副眼镜就是一对透振方向相互垂直的偏振片． 1．偏振现象 对于横波通过狭缝的情况，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能无阻碍地通过狭缝，而当狭缝的方向与横波质点的振动方向垂直时，横波不能通过狭缝，说明偏振是横波特有的现象．