第4.6课 光的偏振 激光 （备好课）-2022-2023学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第一册）

新人教版 高中物理 选择性 必修一 第四章　光 第 6 课 光的偏振 激光 导入与思考 立体电影能产生三维立体效果,当观众戴上立体眼镜观看时,有身临其境的感觉,亦称“3D立体电影”。 看立体电影如果不戴特制的眼镜，荧幕上的图像就模糊不清了?你能解释其中的奥秘吗? 学习目标 了解偏正光和自然光的区别，从光的偏振现象知道光是横波。 01 02 03 认识震动中的偏振现象，知道只有横波有偏振现象。 了解日常见到的光多数是偏振光，了解偏正光在省城生活中的一些应用。 04 了解激光的特点及激光的应用。 知识回顾 在横波中，质点振动方向总是垂直于波的传播方向. 在纵波中，质点振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上. 知识点 1 偏 振 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”。 偏振方向：一列沿水平方向传播的横波，既可能沿上下方向振动，也可能沿左右方向振动，还可能沿其他“斜”的方向振动。横波的振动方向称为“偏振方向”。 绳波的振动方向与狭缝的方向平行时，传播情况正常；振动方向与狭缝方向垂直时，绳波经过狭缝后消失。 横波的偏振现象 取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，就在软绳上形成一列横波. 一列纵波，以这列纵波的传播方向为轴，无论我们怎么旋转第二块木板，纵波都能通过。也就是说纵波不发生偏振现象。 纵波没有偏振现象 用一弹簧经过“狭缝”，轻拨弹簧，形成一列弹簧波。旋转狭缝方向，观察弹簧波的情况。 偏振现象是横波特有的 探究思考 光到底是横波还是纵波？ 惠更斯 光是纵波 托马斯·杨 光是横波 知识点 2 光的偏振 偏振片：一种由高分子薄膜制成的光学器件，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫做“透振方向”。 示意图 箭头表示透振方向 自然光：太阳、电灯、普通光源发出的光包含了垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且各个方向振动的光波强度都相同，这种光叫自然光。 偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动的光叫偏振光。 P Q 自然光 偏振光 起偏器 检偏器 演 示 通过偏振片 P 的偏振光照射到偏振片 Q 时，如果两个偏振片的透振方向平行，那么，通过 P 的偏振光的振动方向与偏振片 Q 的透振方向一致，可以透过 Q（图 乙）；如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振动方向跟偏振片 Q 的透振方向垂直，不能透过 Q（图 丙）。 当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变。 当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱。 当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零。 光振动垂直于纸面 光振动在纸面内 光是一种横波 自然光射到两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是90°，这时反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直。 除了太阳、电灯等光源直接发出的光以外，我们见到的绝大部分都是不同程度的偏振光，如自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光大部分都是偏振光。 知识点 3 偏振现象的应用 未使用偏振镜前 使用偏振镜后 （减弱反射光，使景象清晰） 偏光镜 摄影 用偏光镜拍摄景色 摄影 汽车 汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为了避免双方车灯的眩目，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。如果驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45度角，那么，司机从前窗只能看到自已的车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，这样，汽车在夜间行驶时，即不用熄灯，也不用减速，可以保证安全行车。 各种炫彩的灯光 未加偏振片 未加偏振片 汽车 另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分散射光。 偏光太阳镜 在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。 偏正片 普通静片 立体电影 偏振式3D技术是利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的，通过在显示屏幕上加放偏光板，可以向观看者输送两幅偏振方向不同的画面，当画面经过偏振眼镜时，由于偏振式眼镜的每只镜片只能接收一个偏振方向的画面，这样一来人的左右眼就会收到两组画面