5.4 光的偏振 5.5 激光与全息照相 课件 -2025-2026学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦光的偏振、激光与全息照相，通过“立体电影眼镜作用”“摄影师拍摄清晰画面”等情境问题导入，结合“横波纵波特性”温故知新，搭建从已知到未知的学习支架，引导学生掌握核心知识。 其亮点在于融合科学探究与物理观念培养，通过偏振片实验观察光的偏振现象，结合立体电影、偏振摄影等生活实例，帮助学生建立运动和相互作用观念。激光特点分析融入科学推理，全息照相原理体现模型建构，既激发学生兴趣，又为教师提供丰富教学素材，提升教学效果。

High School Physics 学习目标 通过演示实验，观察光的偏振现象，知道光是一种横波。能运用偏振知识解释生活中一些常见的光学现象 02 通过绳波(横波)和弹簧波(纵波)，知道波的偏振现象 01 阅读教材，了解激光的特点和应用 03 重难点 了解全息照相的原理、特点及应用 04 摄影师又是如何拍摄下清晰的画面的呢？ 带着这些疑问让我们一起开启今天的学习之旅。 公司logo 公司logo 情境导入 偏振现象 01 各点振动方向 传播方向 各点振动方向 传播方向 横波：各点振动方向 与波的传播方向垂直 纵波：各点振动方向 与波的传播方向相同 公司logo 公司logo 温故知新 在观看立体电影时，观众为什么要戴上特制的眼镜？ 答案　这种眼镜就是一对透振方向相互垂直的偏振片。观众戴上这种特制的眼镜观看电影时，每只眼睛只看到相应的偏振光图像，这样就会产生立体感。 公司logo 公司logo 情境导入 公司logo 公司logo 观察与思考 横波与纵波有何不同？ 公司logo 公司logo 观察与思考 偏振现象 1.如果横波只沿着某一特定的方向振动，在物理学上就叫作波的偏振。 2.只有横波才有偏振的特性。 公司logo 公司logo 核心知识 光的干涉、衍射说明光具有波动性，但光波是横波还是纵波？ 光的干涉 光的衍射 惠更斯提出光是纵波 托马斯·杨认为光是一种横波 公司logo 公司logo 思考与讨论 光的偏振 1.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。 公司logo 公司logo 核心知识 光的偏振 偏振片P . . . . . . . . . . 现象 旋转偏振片P，亮度不发生变化 原因 猜想 光波是纵波 光波（白炽灯） 2.自然光和偏振光 (1)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是大致均匀的，这样的光称为自然光。 公司logo 公司logo 核心知识 偏振片Q与P的透振方向垂直，亮度最小 垂直于传播方向沿某个特定方向振动 猜想错误，光源不是纵波 偏振光 自然光 垂直于传播方向沿所有方向振动 (2)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。 P 明 甲 P Q （弱） 乙 明 暗 丙 P Q P Q 透振方向 (3)起偏器和检偏器 用于获得偏振光的偏振片 为了检查通过起偏器的光是不是偏振光，放在起偏器后面的另一个偏振片 光的偏振 (4)光的偏振现象说明光是一种横波。 公司logo 公司logo 核心知识 (1)横波和纵波都能产生偏振现象。(　　) (2)自然光通过偏振片可以获得偏振光。(　　) (3)自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同。(　　) × × √ 辨析 1.(多选)如图所示，P是一偏振片，P的透振方向(用带箭头的实线表示)为竖直方向。下列四种入射光束中哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光 A.太阳光 B.沿竖直方向振动的光 C.沿水平方向振动的光 D.沿与竖直方向成90°角的方向振动的光 √ √ 例题 偏振片只让沿某一方向振动的光顺利通过，当偏振片的透振方向与光的振动方向的夹角不为90°时，有光透过偏振片，但透射光的强度变弱。太阳光是自然光，光波可沿垂直于光传播方向的任意方向振动，所以在P的另一侧能观察到透射光；沿竖直方向振动的光，振动方向与偏振片的透振方向相同，也可看到透射光；沿水平方向振动的光，其振动方向与偏振片的透振方向垂直，所以看不到透射光；沿与竖直方向成90°角的方向振动的光，其振动方向与透振方向垂直，看不到透射光，故选项A、B正确，C、D错误。 自然光与偏振光的比较   自然光 偏振光 不 同 点 光的来源 直接从光源发出的光 自然光通过偏振片后的光或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(与偏振片透振方向一致) 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 公司logo 公司logo 总结提升 偏振现象的应用 02 立体电影 两个镜头同时拍摄，制成两组电影胶片 两组胶片同步放映略有差别的两幅图像 相互垂直的偏振光 公司logo 公司logo 核心知识 观众戴上偏振镜观看电影时，每只眼睛只看到相应的偏振光图像，这样就会产生立体感。 公司logo 公司logo 核心知识 摄影技术的应用 水面反射光的干扰，用普通的照相机镜头不容易清晰地拍出水中的鱼 公司logo 公司logo 核心知识 反射光中存在大量的偏振光，使用偏振镜可减少反射光的干扰 镜头未加偏振片 镜头加偏振片 公司logo 公司logo 核心知识 在设计中的应用 车架内部的应力分布 汽车模型显示的应力分布 当偏振光通过受力的塑料或玻璃时，偏振方向会发生变化，这一现象可帮助我们检查力的分布情况，从而为设计和制造提供重要参数。 公司logo 公司logo 核心知识 2.小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光，转动镜头时发现光有强弱变化，下列说法能够解释这一现象的是 A.阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起起偏器的作用 B.阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起检偏器的作用 C.阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用 D.阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用 √ 例题 发现光有强弱变化说明水面上反射的阳光是偏振光，而阳光本身是自然光，在反射时发生了偏振，当偏振片的透振方向与光的偏振方向平行时，通过的光最强，而当偏振片的透振方向与光的偏振方向垂直时，通过的光最弱，因此镜片起到检偏器的作用，故选B。 3.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，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灯光的振动方向垂直，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，如下措施可行的是 A.前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的 B.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是竖直的 C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45° D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45° √ 例题 若前窗玻璃的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的光经物体反射后将不能透过前窗玻璃，司机无法看清自己车灯发出的光所照亮的物体，A错误； 若前窗玻璃与车灯玻璃的透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照得司机睁不开眼，B错误； 若前窗玻璃透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°，则车灯发出的光经物体反射后无法透进本车车窗内，却可以透进对面车的车窗内，C错误； 若前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°，则车灯发出的光经物体反射后可以透进本车车窗内，且不可以透进对面车的车窗内，D正确。 激光的特点及其应用 03 公司logo 公司logo 情境导入 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。 激光的产生及其特性 公司logo 公司logo 核心知识 激光的特点及其应用 1.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。 光导纤维 公司logo 公司logo 核心知识 2.方向性： 激光的方向性非常好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度 读写光盘 激光测距 公司logo 公司logo 核心知识 3.亮度高： 它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量 激发核聚变 激光切割 激发理疗 公司logo 公司logo 核心知识 √ 4.关于激光的应用，下列说法正确的是 A.光纤通信是应用激光方向性非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息的 B.计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光相干性好的特点 C.医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点 D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高 　的特点 例题 由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用了激光的相干性好的特点，A错误； 计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的方向性好的特点，B错误； 医疗中用激光做“光刀”利用了激光的亮度高的特点，C正确； 激光测距利用的是激光的方向性好的特点，D错误。 全息照相 04 “全息”的意思为“全部信息”，全息照相是应用光的干涉实现的。 分成两束 干涉 全息投影 公司logo 公司logo 核心知识 5.全息照片损坏一部分后，将 A.仍能看到全部图像 B.只能看到未损坏的部分图像 C.整个图像都看不到 D.采用特殊技术后才能看到全部图像 √ 例题 全息照片有一个重要特征是通过其一部分，例如一块残片，也可以看到整个物体的立体像。这是因为拍摄照片时，物体上任一发光点发出的光在整个底片上各处都与参考光发生干涉，因而在底片上各处都有该发光点的记录。取照片的一部分用照明光照射时，这一部分上的记录就会显示出该发光点的像。对物体上所有发光点都是这样，所不同的只是观察的“窗口”小了一点。所以全息照片损坏一部分后，将仍能看到全部图像，故选A。 光的偏振 激光与全 息照相 偏振现象 偏振现象：横波只沿着某一特定的方向振动。 光的偏振 激光的特点及其应用 激光：原子受激辐射产生的光 特点：相干性好、单色性好、方向性强、亮度高 激光的应用：光纤通信、精确测距、切割、光刀等 自然光和偏振光 起偏器和检偏器 偏振片 光的偏振现象说明光是一种横波 偏振现象的应用：立体电影、摄影技术的应用、在设计中的应用 全息照相：应用光的干涉在胶片上记录下被拍摄物体的三维图像信息 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 $null我们在波的传播路径上放置一个缝，当缝的方向和波的振动方向相同时，波可以通过继续传播。如果缝的方向和振动方向垂直，波动就会被阻止，无法通过。 null在第一块偏振片后面再装上另一块偏振片，便使它们的偏振方向相同。旋转偏振片2，观察照射到屏幕上的光的变化。这个箭头就是偏振方向，当两者的偏振方向一致时，透射光的强度最大。好。 null制作了一个3D全息投影，看起来效果还不错，不知道儿子喜不喜欢，先把它放到柜子里，看看儿子发现后是什么表情。这是什么东西？是烟花。这个好神奇，是什么？这怎么会是怕你们出来？五角星。看来儿子很喜欢端着这个东西到处转，还特别担心里面的东西跑了。一直在研究什么原理。其实做这个很简单，只需要把四片梯形塑料片首尾粘在一起就可以了。这里要注意一下，梯形的底边最好做成55度。网上搜一下3D素材放到手机上面就可以观看了。是不是很简单？你也来做一个。 激光是人类的重要发明之一，被称为最亮的光。日常生活中我们也能经常看到各种激光的应用，比如激光美容、激光焊接、激光灭蚊器等等，今天我们一起详细了解一下激光及其产生的原理。激光是什么？激光是一种利用激光器产生特殊光束的光源。激光器通过受激辐射过程，将能量从外部光源或电力源输入到物质中，产生了激射光。激光器是由能够放大光的活性介质和光学反射镜组成的光学器件。激光器中的活性介质通常是经过选择和处理的材料，它的特性决定了激光的输出波长。 null