4.6 光的偏振 激光 课件 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

光的偏振 激光 光的偏振 课前思考 光的干涉和衍射现象都清楚地表明光是一种波，光波是横波还是纵波呢？ 你看过立体电影吗？当你戴上一副特制的眼镜 ， 开始欣赏立体电影时 ， 隆隆的火车向你驶来 ， 飞机从头顶呼啸而过…… 这背后的物理原理是什么？ 实验：偏振现象 实验：偏振现象 绳波是横波。如果狭缝与振动方向平行，则振动可以通过狭缝继续向前传播; 如果狭缝与振动方向垂直，振动就被狭缝挡住，不能向前传播。狭缝的方向叫做透振方向。 可以利用类似的方法来检验光是横波还是纵波。 在实验室中，通常用“偏振片”来实现狭缝的功能，其作用是只让沿一定方向振动的光波通过。 偏振片 在光的传播路径上放一块偏振片 A，使光通过 A 照射到光屏上，观察光屏上的现象; 在光的传播路径上再放一块偏振片 B，保持 A 不动，转动 B，或保持 B 不动，转动 A，观察光屏上的现象。 立体电影的原理 立体电影是用两个镜头从如人眼那样的两个不同方向同时拍摄下景物的像，制成两组电影胶片;通过两架放映机将两组胶片同步放映，使这略有差别的两幅图像重叠在银幕上。 这时，如果用眼睛直接观看，看到的画面是不清晰的。 如果在每架放映机前装一块偏振片，从两架放映机射出的光通过偏振片后，就成了偏振光。 由于这两架放映机前的偏振片的透振方向互相垂直，产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。 观众戴上偏振镜观看电影时，每只眼睛只看到相应的偏振光图像，这样就会产生立体感。这就是立体电影的原理。 立体电影的原理 偏振现象在摄像中的应用 摄影师在拍摄池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物时，由于水面和玻璃表面的反射光的干扰，景象会不清楚。 如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，转动滤光片，让它的透振方向与水面和玻璃表面的反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。 激光 激光及其特性 1960 年 5 月 15 日，美国物理学家梅曼正在进行一项重要的实验。他的实验装置里有一根人造红宝石棒。突然，一束深红色的亮光从装置中射出，它比太阳表面还要亮！ 这是一种完全新型的光，是科学家渴望多年而自然界中并不存在的光！它被命名为激光，产生激光的装置被称为激光器。激光和激光器是20 世纪最重大的科学发明之一。 激光技术的发展 早在 1916 年爱因斯坦就提出了“光可以被放大”这一设想。 直到 1959 年，汤斯等人发表了关于实现激光的论文。 1961 年，中国科技人员研制出了我国第一台红宝石激光器。 1964 年，我国著名科学家钱学森受邀为 LASER 取了“激光”这个贴切的中文名称。 当前，激光技术在工农业生产、光纤通信、宽带网络、信息处理、医疗卫生、文化教育、科技研究、军事发展等多方面都发挥着重要的作用。 激光的应用 激光的特性 与普通光源发出的光相比，激光有着显著不同的特性，主要表现在：方向性好、单色性好、相干性好、亮度高四个方面。 思考与练习 1. 用激光笔垂直照射一根细铜丝，观察光屏上的衍射图样有什么特点。在垂直光线的平面内转动铜丝，又会观察到什么现象？ 2. 在阳光下用激光笔照射墙壁依然可以看到很亮、很小的光斑。这说明激光具有什么特性？在使用激光笔时需要注意什么？ 3. 激光具有普通光源不具备的一些特性，主要有：单色性好、强度大、传播方向性好等。在下列利用激光特性的实际应用中，利用了激光的哪些特性？ (1)在光纤通信中利用激光在光纤中传递信息。 (2)在医院，利用激光进行手术。 (3)利用激光测距仪精确测量远处目标的距离。 $