4.6 光的偏振 激光 学案 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册
第6节 光的偏振 激光 学案
核心素养:
物理观念
1.认识振动中的偏振现象。
2.了解偏振光和自然光的区别,从光的偏振现象知道光是横波。
3.了解激光的特点和应用,应用激光观察全息照片。
科学思维
掌握偏振及激光的应用
科学态度与责任
体验现代科技的神奇、培养对科学的兴趣。
基础知识:
知识点一 偏振、光的偏振、偏振现象的应用
1.横波与纵波的特点
横波中各点的振动方向总与波的传播方向垂直。纵波中,各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上。横波有偏振现象。
2.自然光和偏振光
(1)自然光: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,沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
(2)偏振光:在垂直于传播方向的平面上,只沿着某个特定的方向振动的光。
学科网(北京)股份有限公司
3.光的偏振
偏振现象 | 只有沿偏振片的“透射方向”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 | ①把偏振片装在照相机镜头前 ②电子表的液晶显示 |
只有横波才存在偏振现象,纵波不存在偏振现象。
知识点二 激 光
激光的特点及其应用
特点 | 性质 | 应用 |
相干性 | 只有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光才是相干光。激光是一种人工产生的相干光,具有高度的相干性 | 光纤通信 |
平行度 | 激光的平行度非常好,在传播很远的距离后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 |
高亮度 | 它可以在很小的空间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 |
自然界中并不存在激光。
重难点理解:
一、自然光和偏振光
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”。
2.光的偏振现象表明光是横波。
3.自然光与偏振光的比较
| 自然光(非偏振光) | 偏振光 |
学科网(北京)股份有限公司
不 同 点 | 光的 来源 | 直接从光源发出的光 | 自然光通过起偏器后的光或由某种介质反射或折射的光 |
光的 振动 方向
| 在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿所有方向,且沿各个方向振动的光波的强度都相同 | 在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿某个特定方向(与起偏器透振方向一致) | |
相同点 | 不管是自然光还是偏振光,传播方向与振动方向一定垂直 | ||
方法:
(1)自然光通过一个偏振片成为偏振光,透射光的偏振方向与偏振片的放置有关,但光的强度与偏振片的方向无关。
(2)偏振光通过偏振片时,透光的强度与偏振光的振动方向和偏振片的透振方向的夹角大小有关。
典例1:(多选)如图所示,A、B为两偏振片,一束自然光沿OO′方向射向A,此时在光屏C上,透射光的强度最大,则下列说法中正确的是( )
A.此时A、B的透振方向平行
B.只有将B绕OO′轴顺时针旋转90°,屏上透射光的强度才会最弱,几乎为零
C.将A、B中的任意一个绕OO′轴旋转90°,屏上透射光的强度都会最弱,几乎为零
D.将A沿顺时针旋转180°,屏上透射光的强度最弱,几乎为零
解析 当A、B两偏振片的透振方向平行时,光屏上光的强度最大;当二者透振方向垂直时,光屏上光的强度最弱,几乎为零,由此可知选项A、C正确。答案 AC
二.激光及其应用
激光与自然光的区别
自然光 | 激光 |
原子的发光方向及时刻不确定 | 原子的发光方向及时刻相同 |
颜色多样 | 颜色单一 |
不能发生干涉 | 能发生干涉 |
学科网(北京)股份有限公司