第五章 第4节 光的偏振&第5节 激光与全息照相（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册（鲁科版2019）

第4节　光的偏振 第5节　激光与全息照相 核心 素养 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 1.知道光的偏振现象和激光的特点，知道全息照相。 2．具有与光的干涉、衍射和偏振相关的运动与相互作用观念和能量观念。 能区分偏振光和自然光，理解激光的特点及应用。 能够与他人合作，探究激光的特点。 有学习物理的内在动机与热情，能感受物理学之美；能认识科学普及的重要性，能在科学普及活动中发挥积极的作用。 [对应学生用书P97] 知识点一 光的偏振 1.偏振现象❶ 波的偏振：横波只沿着某一特定的方向振动。 2．偏振片：只让某一方向振动的光通过的一种光学元件。 3．光的分类 (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，且振动在平面内的分布大致均匀的光。 (2)偏振光 ①让自然光通过偏振片，就能获得偏振光❷。 ②起偏器和检偏器：用于获得偏振光的偏振片叫起偏器❸；用于检查通过起偏器的光是不是偏振光的偏振片叫检偏器。 4．偏振现象的应用：立体电影、照相机镜头前的偏振镜、检查力的分布情况等。 1．横波和纵波都能产生偏振现象。(　　×　　) 2．太阳光是沿某个特定方向振动的偏振光。(　　×　　) 3．光的偏振现象说明光是横波。(　　√　　) 知识点二 激光与全息照相 1.激光及其特性：激光是原子受激辐射产生的光，激光光束中所有光子的频率一致、相位一致、偏振方向一致、传播方向一致，所以激光具有单色性好、方向性强、亮度高等特点。 2．激光的应用：激光音乐喷泉、激光扫描条形码、激光测量、激光治疗等。 3．全息照相❹ 全息照相是应用光的干涉实现的。作为光源的激光被分成两部分：一部分通过凹透镜发散后射到胶片上；另一部分射向一个平面镜，经反射后通过另一个凹透镜发散后射向被拍摄的物体。该物体把光反射到胶片上，并与第一束光发生干涉，两束光干涉的结果就在胶片上记录下被拍摄物体的三维图像信息，这就是全息照片。 1．激光可以用于光纤通信利用了激光相干性好的特点。(　　√　　) 2．全息照相技术只能记录光波的强弱信息。(　　×　　) 批注❶：只有横波才存在偏振现象，纵波不存在偏振现象。 批注❷：自然光和偏振光的主要区别：在垂直于传播方向的平面内，自然光沿所有方向振动，偏振光沿某一特定方向振动。 批注❸：自然光通过偏振片(起偏器)之后，只有振动方向与透振方向一致的光波才能顺利通过。 批注❹：全息照相与普通照相相比具有的突出特点： (1)观察再现的图像时，看到的三维立体图像和原来的物体几乎一模一样。 (2)一个物体部分被遮挡了，改变一下角度，就能观察到被遮挡的部分。 (3)一张全息照片的大部分被损坏或丢失，只留下一小部分，利用这一小部分照片仍可再现原物的全貌。 (4)可以在同一张底片上记录多张图像，再现时可以在不同的角度上分别观察到两个不同物体的像而不互相干扰。 [对应学生用书P98] 探究点一　偏振现象及其应用　(科学思维之提升) ►情境探究 (1)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。如果在光源与光屏之间放上一个偏振片(如图所示)，光屏上的明暗程度会不会发生变化？为什么？ 提示：透射光暗了一些，因为只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能到达光屏。 (2)通过偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的灯光或窗外的光，以及玻璃折射的光，同时转动偏振片，会感觉到有明显的明暗变化，这种现象说明什么？ 提示：说明玻璃表面、光滑桌面反射来的灯光或窗外的光以及玻璃折射的光都是偏振光。 ►探究归纳 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，只有一个振动方向 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，偏振光通过偏振片后，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 ►对点例练 (2021·江苏镇江第一中学高二月考)如图所示，两光屏间分别放有两个透振方向相互平行的偏振片，让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通过偏振片Q。现以光的传播方向为轴，使偏振片P由图示位置旋转90度，则下列说法中正确的是(　　) A．MP之间为偏振光 B．PQ之间为自然光 C．PQ之间的光线亮度逐渐变暗 D．光屏N上的亮线逐渐变暗 D　解析：MP之间为自然光，经过偏振片P后变为偏振光，因此