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

立体电影出现于1922年。它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为什么要戴上特制的眼镜? 第四章 光 6、光的偏振、激光 CONTENTS 01 02 知道光的偏振现象 03 04 目标 光的偏振现象的应用 知道什么是偏振 05 典 型 例 题 激光的特点及应用 3 什么是横波？什么是纵波？ 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. 回忆思考： 思考:传播方向一定，纵波振动方向有几种？横波振动方向有几种？ 一、偏振 1.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”。 2.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”。 3.狭缝对横波和纵波的影响 ： 纵波：能自由通过狭缝（纵波不发生偏振现象） 横波：缝向与振向相同时，通过 缝向与振向垂直时，不能通过 不垂直也不相同时，部分通过 问题：光的干涉和衍射说明光具有波动性，那么光波是横波还是纵波呢？ 横波能够发生偏振现象而纵波不能发生偏振现象， 因此我们要判断一列波是横波还是纵波，只要看它能否发生偏振现象就可以啦! 伟大的物理学家惠更斯最早提出光是纵波，托马斯·杨认为光是一种横波，但在当时他们都缺乏充足的证据证明自己的观点。 二、光的偏振 1.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 2.自然光：实际上，太阳以及日光灯、发光二极管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。这种光是“自然光” 3.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。 光是横波 当两偏振片的透振方向平行时有亮光， 当两偏振片透振方向垂直时几乎没有亮光 4.偏振光的产生： （1）让自然光透过偏振片 （2）自然光在玻璃、水面、木制桌面等非金属表面反射或折射时，反射光和折射光都是偏振光 例2、多选在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q，在Q的后边放上光屏，如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变 B．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度时强时弱 C．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度不变 D．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度时强时弱 E．偏振现象表明光是横波 BDE 三、偏振的应用 1.摄影 3、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，最后经过大脑合成立体影像。 5、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。 6、昆虫对偏振光的应用 人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆虫的眼睛对偏振却很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支复眼、两支复眼，每个复眼包含有6300个小眼，这些小眼能根据太阳的偏光确定的方位，然后以太阳为定向标来判断方向，所以蜜蜂可准确无误地把它的同类引到它所找到的花丛。 再如在沙漠中，如果不带罗盘，人是会迷路的，但是沙漠中有一种蚂蚁，它能利用天空中的紫外偏光导航，因而不会迷路。 1.相干性：激光是一种人工产生的相干光。 应用：光纤通讯、激光全息技术 四、激光及其应用 激光：频率相同，相位差恒定，振动方向相同的光波（laser）又叫镭射 全息投影 全息照相： “全息”的意思为“全部信息”，即相对于只记录物体的明暗变化的普通摄影来说，激光全息摄影还能记录物体的空间变化。 (1)与普通照相技术的比较：普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的相位信息。 (2)原理：全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，使参考光和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹。这要求参考光和物光必须具有很高的相干性。 (3)观察全息照片时要用激光照射照片，从另一侧面观察。 应用：测距、测速、信息存储和阅读 2.平行度非常好：从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散成直径lm多的光斑，因此激光在地面上传播时，可以看成是不发散的。