4.6光的偏振激光-2023-2024学年高二物理素养提升学案（人教版2019选择性必修第一册）

高中物理选择性必修一素养提升学案 第四章 光 4.6 光的偏振 激光 【核心素养目标】 物理观念 1.了解光的偏振现象，知道激光的特性。 2.知道自然光和偏振光的区别。 科学思维 .借助实例分析推理知道光是横波。 科学探究 经历光的偏振实验的过程，体会偏振光的特性。 科学态度与责任 通过生活中实例观察，引导学生体会物理之美，培养学习兴趣。 【知识点探究】 知识点一　　光的偏振 1．自然光和偏振光 (1)自然光：太阳、电灯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，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。 (2)偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。 2．光的偏振 偏振现象 只有沿偏振片的“ 透振方向”振动的光波才能通过偏振片 结论 偏振现象表明，光是一种横波 偏振光的形成 ①自然光通过偏振片后，得到偏振光 ②自然光在介质表面反射时，反射光和折射光都是偏振光 偏振现象的应用 把偏振片装在照相机镜头前 【温馨提示】 (1)自然光沿各个方向振动的光波的强度都相同。 (2)自然光通过偏振片后成为偏振光。 (3)除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光。 (√) (4)如果偏振片的透振方向与偏振光的振动方向垂直，偏振光几乎不能透过偏振片。 (√) 知识点二　激光 特点 性质 应用 相干性 只有频率相同、相位差恒定、振动方向一致的光才是相干光。激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性 光纤通信 平行度 激光的平行度非常好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度 精确的测距 高亮度 它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量 用激光束切割、焊接；医学上可以用激光做“光刀” 【特别提醒】 (1)激光是人工通过特殊方法制造出的光源产生的一种光。 (2)激光是一种人工产生的相干光。 (3)用激光做双缝干涉实验这是应用了激光具有高度的相干性的特点。 (4)激光精确测距利用激光的平行度好的特点。 【考点探究】 考点1　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．偏振片和透振方向 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，只有沿着某个特定方向振动的光波才能顺利通过偏振片，这个方向叫作“透振方向”。 2．自然光和偏振光的比较 自然光 偏振光 成因 从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光 自然光通过偏振片后就变成了偏振光，反射光、折射光均为偏振光 振动方向 在垂直于传播方向的平面内，沿着各个方向振动 在垂直于传播方向的平面内，并且只有一个振动方向 经偏振片后现象比较 如上图所示，通过偏振片后，自然光就变成了偏振光，转动偏振片，偏振光的亮度不变，但偏振方向随之变化 如上图所示，偏振光经偏振片后，若偏振方向与透振方向平行，屏亮；若垂直，则屏暗；若介于两者之间，则屏上亮度介于两者之间并随偏振方向与透振方向夹角的增大而变暗 3. 偏振现象的应用 （1）．摄影技术中的应用： 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。 （2）．偏振片在汽车挡风玻璃上的应用：汽车夜间行驶与对面的车辆相遇时，如遇远光灯引发炫目，极易引起车祸。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方向都沿同一方向并与水平面成45°角，可避免远光灯引发炫目，保证行车安全。 （3）．立体电影：在每架放映机前装有一块偏振片，其透振方向互相垂直。观众所戴的偏振眼镜的两只镜片透振方向互相垂直，且左眼镜片与左放映机前偏振片的透振方向一致，右眼镜片与右边放映机前偏振片的透振方向一致。这样，左眼只能看到左边放映机放映出的画面，右眼只能看到右边放映机放映出的画面，两眼看到的画面略有差别，因而产生立体感。 【典例1】(多选)(2023·广东韶关实验中学高二月考)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相同 B．偏振光是在垂直于传播方向的平面上、只沿着某一特定方向振动的光 C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光 D．太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光 答案　BD 解析　自然光沿各个方向振动的光波的强度相同，故A错误；偏振光是在垂直于传播方向的平面上、只沿着某一