4.6 光的偏振 激光 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

光的偏振 激光 年 级：高二年级 学 科：高中物理（人教2019版） 观察与思考： 在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，可以看 到身临其境的效果。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？ 课堂引入 课堂引入 摄影师是如何拍摄下如此清晰色彩逼真的画面的呢？ 观察与思考： 问题1： 光的干涉和衍射说明光具有波动性，但光波是横波还是纵波？ 课堂引入 机械波分为横波和纵波。 知识回顾 2. 在纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上。 1.在横波中，各点的振动方向总与波的传播方向垂直。 ——要判断一列波是横波还是纵波，主要看它能否发生 偏振现象!！ 让绳穿过一块带有狭缝的木板，先后将狭缝与振动方向平行放置及与振动方向垂直放置. 一、偏振 演 示1 演 示2 ——绳波的振动方向与狭缝的方向平行时，传播情况正常； 振动方向与狭缝方向垂直时，绳波经过狭缝后消失。 一列弹簧纵波，以这列纵波的传播方向为轴， 无论我们怎么旋转第二块木板，纵波都能通过。 一、偏振 3.偏振现象是横波所特有，纵波不发生偏振现象 1.偏振现象： 2.偏振方向： ——偏振现象是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志。 不同的横波，即使传播方向相同， 振动方向也可能是不同的。 在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向 振动的波叫波的偏振现象。 横波的振动方向称为“偏振方向”。 只有横波才能产生偏振现象，纵波不发生偏振现象。 二、光的偏振 1.偏振片： 类似带有狭缝的木板。 是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”。 演 示3 观察光的偏振现象 问题2： 光具有偏振现象吗？？ 箭头表示透振方向 二、光的偏振 1.偏振片： 类似带有狭缝的木板。 是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”。 演 示3 光的偏振现象示意图 问题2： 光具有偏振现象吗？？ 二、光的偏振 3.偏振光： 自然光在通过偏振片时，只有振动方向与偏振片的 透振方向一致的光波才能顺利通过，通过偏振片的 光波，在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定 的方向振动。这种光叫作偏振光。 2.光的偏振现象： 1）当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变。 2）当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大， 但比通过一块偏振片时要弱。 3）当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱， 几乎为零。 4.光是一种横波 实验表明：光具有偏振现象. ——光的偏振现象表明光是一种横波。 光振动垂直于纸面 光振动在纸面内 二、光的偏振 自然光与偏振光有关系吗？？ 2）偏振光是在垂直于传播方向上沿着某个特定方向振动的光. 1）自然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。 问题3： 如太阳光以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光。 3）自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时， 反射光和折射光都是偏振光。 1.摄影 未使用偏振滤光镜前 使用偏振滤光镜后 三、偏振现象的应用 在照相机镜头前装一片偏振滤光镜片，转动滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰。 1.摄影 未使用偏振滤光镜前 使用偏振滤光镜后 三、偏振现象的应用 在照相机镜头前装一片偏振滤光镜片，转动滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰。 1.摄影 未使用偏振滤光镜前 使用偏振滤光镜后 三、偏振现象的应用 在照相机镜头前装一片偏振滤光镜片，转动滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰。 做一做 实验观察 用偏振片(旋转)观看 1.自然光（灯光）明暗变化 2.玻璃桌面下的图片变化 3.电脑显示屏上文字变化 三、偏振现象的应用 2.偏振光太阳镜 偏振镜片 普通镜片 3.汽车偏振片 三、偏振现象的应用 4. 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。 三、偏振现象的应用 5. 液晶显示 液晶显示器根据液晶材料的旋光性，在上下两片贴有相互垂直的偏光片的平板玻璃之间充满液晶，利用电场控制液晶的转动，当液晶上不加电压时，偏振光通过液晶时偏振方向会被旋转90°，加电压旋光性消失。不同的电场大小就会形成不同的灰阶亮度，从而实现信息显示。 三、偏振现象的应用 四、激光的特点及其应用 问题4： 什么是激光？激光有什么特点？？ 激光是原子受激辐射产生的，发光频率、相位、偏振以及传播方向均相同的“纯净”光。两列相同激光相遇可以发生干涉。激光是人工产生的相干光。 1960年，美国物理学家梅曼研制成功世界上第一台红宝石激光器，它标志着激光技术的诞生。从此人类获得了极其理想的、自然界中不存在的光源。 激光的特点： 1. 相干性好； 2. 平行度好； 3. 亮度高 四、激光的特点及其应用 问题5： 激光在科技社会生活中有哪些应用？？ 1. 相干性好：激光发出的光子频率相同，单色性很好，具有较高的相干性。 应 用： 光纤通讯、激光全息技术 光纤通讯 激光全息技术 四、激光的特点及其应用 问题5： 激光在科技社会生活中有哪些应用？？ 应 用： 2. 平行度好：激光发射后发散角非常小，光几乎是一束平行线，不发散。 激光测距、测速、信息存储和阅读 手提激光测距仪 手持式雷达测速仪 光盘存储和阅读信息 四、激光的特点及其应用 问题5： 激光在科技社会生活中有哪些应用？？ 应 用： 3. 亮 度 高：激光的发射能力强、能量高度集中，能把能量聚集到一个点上。 工业切割、焊接；激光武器；医学“光刀”；医学美容。 激光切割 激光焊接 激光武器 四、激光的特点及其应用 问题5： 激光在科技社会生活中有哪些应用？？ 应 用： 3. 亮 度 高：激光的发射能力强、能量高度集中，能把能量聚集到一个点上。 激光理疗 激光美容 激光刀手术 工业切割、焊接；激光武器；医学“光刀”；医学美容。 课后任务：通过互联网，查阅激光的产生机理、特征及应用。 课堂小结 【例1】两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面调整至没有光通过。如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象(　　) A．透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零 B．透过偏振片的光强先增强，然后减少到非零的最小值 C．透过偏振片的光强在整个过程中都增强 D．透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强 A 【变式训练】(多选)电子表的显示屏利用了液晶的旋光性，当液晶上不加电压时，偏振光通过液晶时偏振方向会被旋转90°，这就是液晶的旋光性；如果在液晶上加上电压，则旋光性消失。有一种电子表的显 示屏是透明的，而在显示数字的笔画处不透光，则关 于该显示屏，下列说法正确的是(　　) A．上下两个偏振片的透振方向互相垂直 B．上下两个偏振片的透振方向互相平行 C．笔画处为透明电极，因此加上电压时变为不透明的 D．笔画处没有电极，其余部分为透明电极 AC 【例2】激光被誉为“神奇的光”，关于激光的应用，下列说法中不正确的是（　　） A．激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量能 集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度. B．由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制， 用来传递信息 C．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气 中传播不受大气的影响 D．能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为 激光平行度好、方向性好 C 【变式训练2】　科学家利用激光干涉方法探测到由于引力波引起的干涉条纹的变化，这是引力波存在的直接证据。关于激光，下列说法中正确的是(　　) A．激光是自然界中某种物质直接发光产生的，不是偏振光 B．激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉 C．用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到等间距的光环 D．激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图像的信息 D 感 谢 聆 听 本节课结束 Lavf52.84.0 $$