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

第四章 第一节 光的偏振 激光 高中物理选择性必修第一册 情景引入 在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，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？ 复习回顾 波分为横波和纵波，同学们还记得它们的区别吗？ 横波：介质中的质点振动方向与传播方向相互垂直。 纵波：介质中的质点振动方向与传播方向在同一条直线上。 偏 振 不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能不同。这个现象称为“偏振现象”。 偏振现象： 横波的振动方向称为“偏振方向”。 质点的振动方向不同 偏 振 偏 振 横波能够发生偏振现象而纵波不能发生偏振现象，利用偏振现象就可以区分横波和纵波了。 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？ 思考问题？ 研究表明：光是一种横波。 我们能否利用上述方法来研究光的偏振呢？ 光的偏振 偏振片 偏振片：由特殊的薄膜材料制成的光学器件，每个偏振片都有一个特定的方向，沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，偏振方向与这个方向垂直的光波不能通过，这个方向叫做“透振方向”。 箭头表示透振方向 光的偏振 观察光的偏振现象 光的偏振 实验结论： 光的偏振现象说明光是一种横波。 1、自然光：垂直与传播方向上沿一切振动方向的光，且沿着各个 方向振动的光波的强度都相同。 2、偏振光：垂直与传播方向上沿某个特定方向振动方向的光。 如：太阳、日光灯及发光二极管等普通光源发出的光。 如：除了从光源直接发出的光外，我们通常看到的绝大部分光， 都是不同程度的偏振光。自然光通过偏振片后变成偏振光。 光的偏振 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。 当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大。 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。 光的偏振 自然光在玻璃、水面、木制桌面等表面反射时，反射光和折射光也都是偏振光，入射角变化时偏振程度也有变化。 当自然光入射的方向合适，使反射光与折射光恰好垂直时，这时反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直。 偏振现象的应用 1、利用偏振现象观察微小形变 偏振现象的应用 2、利用偏振现象减弱反射光影响 偏振现象的应用 3、利用偏振现象制做立体电影 偏振现象的应用 做一做： 激光的特点及其应用 激光的理论基础起源于物理学家爱因斯坦，1916年，爱因斯坦在《关于辐射的量子论》论文中提出原子中的电子可以受“激”而放出光子，这一理论介绍了激光的可能性。 而后的时间里，一代又一代的科学家们努力的去研究。在1960年，美国物理学家梅曼率先在实验中制造出了频率相同、相位差恒定、振动方向一致的光波，这就是激光。 梅曼与红宝石激光器 激光的特点及其应用 激光的诞生是一件大事，它使得人类获得了极其理想的、自然界中不存在的光源，激光的纯净特性和高度的相干性在实际应用中带来了很多方便。我国第一台激光器诞生于1961年的长春光机所。 激光的特点及其应用 1、激光的相干性非常好，可以像无线电波那样被调制，用来传递信息，做光纤通讯，全息技术等。 2、激光的平行度非常好，在传播很远的距离后任能保持一定的强度。可以用来测距、测速、信息存储和阅读，目标指引等。 激光的特点及其应用 3、激光的亮度高，可在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。工业上做激光切割、光刻等，医学上可以做“光刀”切割皮肤、切除肿瘤、“焊接”视网膜，还可以激发核聚变。 4、激光还是科学研究的有力工具。 练习与应用 A.图甲中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象 B.图乙中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的折射现象 C、用单色光垂直照射图丙中的牛顿环，是光的干涉现象，得到的条纹是随离圆心的距离增加而逐渐变宽的同心圆环 D:图丁中佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象 1、关于光现象，下列说法正确的是( ) D 练习与应用 2、如图所示，电灯发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，却看不到光亮，下列说法中正确的是（ ） A.电灯S发出的光是偏振光 B.以SP为轴转动A，Q处将出现明暗交替的现象 C.将B沿SP向A平移至某位置时，在P处看到光亮 D.以SP为轴将A转过45°，在P处看到光亮 D 练习与应用 3、2023年诺贝尔物理学奖授予了三位杰出的科学家，以表彰他们在阿秒激光技术领域的卓越贡献。下列关于激光的说法正确的是 ( ） A.激光具有良好的单色性，光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物 B.激光是由自然界中某种物质直接发光产生的 C.激光束很容易给坚硬的材料打孔，是因为激光的平行度好 D.激光能够比较精确地测量地球与月球之间的距离，是因为激光的亮度高 A 练习与应用 4、据了解，我国在激光武器研发领域，已经有五大核心技术领先于世界各国。我国的"死光A”重型激光武器系统，综合作战能力强，可以充分适用于陆战和海战之中。请思考激光武器利用了激光的哪些特性? 激光武器利用了激光的单色性好、平行度好、亮度(能量)高等特性 5、(多选）夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司杌照得睁不开眼睛，严重影响行车安全。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光;同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与对面车灯发出的光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，下列措施可行的是( ) A.前窗玻璃的透振方向是竖直的，前灯玻璃的透振方向是水平的 B.前窗玻璃和前灯玻璃的透振方向都是竖直的 C.前窗玻璃和前灯玻璃的透振方向都是斜向右上45。 D.前窗玻璃和前灯玻璃的透振方向都是斜向左上45。 练习与应用 CD Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $$