第5章 第4、5节 光的偏振 激光与全息照相（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第一册（鲁科版2019）

4、5节　光的偏振　激光与全息照相 核心素养导学 物理观念 (1)通过观察光的偏振现象，知道光是横波。 (2)了解激光的特性，能举例说明激光技术在生产生活中的应用。 科学思维 对比自然光和偏振光的区别，能运用偏振知识解释生活中的一些常见光学现象。 科学探究 借助两块偏振片，观察日光或灯光的偏振现象。 科学态度与责任 体会物理知识来源于生活而又应用于生活的特点，提高物理学习的学科素养。 一、偏振现象、偏振现象的应用 1．偏振现象：如果横波只沿着某一个特定的方向振动，在物理学上就叫作波的偏振，只有横波才有这个特性。 2．偏振片 (1)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，所以不显示偏振性，这样的光称为自然光。 (2)偏振片和偏振光：偏振片是只让某一方向振动的光通过，而不让其他方向振动的光通过的一种光学元件。让自然光通过偏振片就可以获得偏振光。 (3)起偏器和检偏器：用于获得偏振光的偏振片叫起偏器。为了检查通过起偏器的光是不是偏振光，可在起偏器后面再放一个偏振片，这个偏振片叫检偏器。 3．偏振现象的应用 (1)立体电影。 (2)偏振镜。 (3)检查力的分布情况。 (4)地震预报。 二、激光及其特性、激光的应用、全息照相 1．激光的特点及应用 特点 性质 应用 相干性 激光具有频率单一、相位差恒定、偏振方向相同的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性 光纤通信 平行度 激光的平行度非常好，传播很远的距离仍能保持一定的强度 精确的测距；读取光盘上记录的信息等 亮度高 它可以在很小的范围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”，激发核反应等 2．全息照相 (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。,1.对以下关于偏振现象的说法做出判断： (1)自然光通过偏振片后，就能获得偏振光。(√) (2)起偏器与检偏器的透振方向相互平行时，偏振光完全不能通过。(×) (3)光的偏振现象说明了光是一种横波。(√) 2．通过一块偏振片观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板，当以入射光线为轴转动偏振片时，看到的现象有何不同？ 提示：通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化。因为灯光、烛光都是自然光，沿各个方向振动的光的强度相同，因此当偏振片旋转时，透射出来的光波的振动方向虽然改变了(肉眼对此不能感觉)，但光的强弱没有改变。月亮和黑板反射的光是偏振光，它们通过偏振片透射过来的光线的强弱会随偏振片的旋转发生周期性的变化。 3．如图所示是立体电影中的图片。为什么立体电影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。 4．利用激光测量地球到月球的距离，应用了激光哪方面的性质？ 提示：应用了“平行度”非常好的性质。 新知学习(一)|光的偏振及应用 [任务驱动]某些特定环境下照相时，常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使影像清晰，这是利用什么原理？ 提示：在某些特定环境下，如拍摄池水中的游动的鱼时，由于水面反射光的干扰，影像会不清楚，在镜头前装一片偏振片，清除反射光(反射光为偏振光)，影像就变得清晰。这是利用了光的偏振。　　　　 [重点释解] 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”。 说明：光的偏振现象表明光是横波。 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，沿着某个特定的方向振动 经偏振片后的现象比较 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 [典例体验] [典例]　(多选)如图所示，P是一偏振片，P的透振方向(用带箭头的实线表示)为竖直方向。下列四种入射光束中哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光(　 ) A．太阳光 B．沿竖直方向振动的光 C．