4.6光的偏振-【堂堂清】2023-2024学年高二物理同步易混易错（人教版2019选择性必修第一册）

第四章 光 第六节 光的偏振 激光 [核心素养·明目标] 核心素养 学习目标 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。 知识点一　光的偏振 在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，这副眼镜就是一对透振方向相互垂直的偏振片。如果不戴这副眼镜，银幕上的图像就模糊不清了。这是为什么？ 答案提示：立体电影的光是偏振光。因为光是横波，只有与偏振片透振方向一致的光才能通过。 1.偏振现象 (1)波的偏振：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。 (2)偏振片：偏振片是只让某一方向振动的光通过的一种光学元件，通常把这个透光方向称为偏振片的透振方向。 (3)自然光和偏振光 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大致均匀的光。 ②偏振光：通过偏振片的光，振动方向与偏振片的透振方向平行，称为偏振光。 (4)起偏器和检偏器 ①起偏器：用于获得偏振光的偏振片。 ②检偏器：为了检查通过起偏器的光是不是偏振光，在起偏器后面再放的那一个偏振片。 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 立体电影、照相机镜头前的偏振镜、检查力的分布情况等。 3.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 知识点二　激光 1.激光的产生 激光是实验室中制造出的光，发光的方向、频率、偏振方向均相同，两列相同激光相遇可以发生干涉。 2.激光的特点 (1)激光是人工产生的相干光，其单色性好，相干性好。 (2)激光的平行度好。从激光器发出的激光具有极好的平行性，几乎是一束方向不变、发散角很小的平行光。传播几千米后，激光斑扩展范围不过几厘米，而探照灯的光束能扩展到几十米范围。 (3)亮度高。激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。 易错易混点1.对偏振现象的理解 易错易混点辨析： 1.波的偏振 ①狭缝对横波、纵波的影响 如果在波的传播方向上放一带狭缝的木板，不管狭缝方向如何，纵波都能自由通过狭缝；对横波，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能毫无阻碍地通过狭缝；当狭缝的方向与质点的振动方向垂直时，横波就不能通过狭缝，这种现象叫作偏振。如图所示。 ②横波独有的特征 偏振现象是横波所特有的，故利用偏振现象可判断一列波是横波还是纵波。 2.光的偏振 (1)光属于电磁波，是横波，具有偏振性。从普通光源直接发出的光(自然光)，包含在垂直于光的传播方向上一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波是均匀的，不显示偏振性。 如图，自然光通过偏振片后变成偏振光，后面的屏是明亮的，转动偏振片时，偏振光的振动方向随之变化，但屏上亮度不变。 (2)自然光通过偏振片后，只有振动方向跟透振方向一致的光才能通过。这时的光只沿着一个特定的方向振动，显示偏振性。 如图，偏振光经过偏振片时，若光的振动方向与偏振片的“透振方向”平行，屏是亮的；若光的振动方向与偏振片的“透振方向”垂直，屏是暗的；若既不平行也不垂直，屏的亮度介于两者之间，随振动方向与“透振方向”的夹角变大，亮度逐渐变暗。 例1.如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧。旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是(　　) A.A、B均不变 B.A、B均有变化 C.A不变，B有变化 D.A有变化，B不变 解析：选C。白炽灯发出的光为自然光，通过偏振片P后变成偏振光，旋转P，A点光的强度不变；当P与Q的偏振方向一致时，B点光的强度最大。当P与Q的偏振方向垂直时，B点光的强度最小，所以选项C正确。 例2.关于自