4.6 光的偏振 激光 培优教学课件 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦光的偏振现象和激光特性，通过立体电影眼镜原理的问题导入，结合狭缝对纵波横波影响的对比实验，引导学生从机械波偏振过渡到光的偏振，建立光的横波观念，进而学习激光的相干性、平行度和高亮度及其应用，形成连贯的知识支架。 其亮点在于以科学探究为核心，设计偏振片透射实验让学生观察自然光与偏振光的规律，培养科学思维和实验能力。通过摄影、汽车挡风玻璃等偏振应用实例，以及激光在通讯、医学中的应用，渗透物理观念与社会责任，帮助学生提升知识应用能力，也为教师提供目标明确、实例丰富的教学资源。

6.光的偏振 激光 第四章 光 人教版选择性必修第一册 导入新课 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？ 导入新课 学习目标 物理观念 通过观察光的偏振现象，认识光是横波；掌握激光的相干性、高方向性、高亮度等特性及其应用原理。 科学思维 知道偏振光和自然光的区别，能运用偏振知识解决生活中常见的光学现象。 科学探究 设计并完成偏振片实验，观察自然光与偏振光的透射规律。 科学态度 与责任 认识激光技术再生产生活中的应用，树立科技创新的责任感。 重点难点 重点 1. 知道偏振光和自然光的区别，能运用偏振知识解释生活中的一些光学现象。 2.建立光的偏振概念，确认光是横波。 难点 1.了解激光的特性，能举例说明激光在生产、生活中的应用。 1. 光的偏振 2. 激光 3. 课堂总结 4. 练习与应用 学习内容 第6节 光的偏振 激光 一、光的偏振 第6节 光的偏振 激光 一、光的偏振 1. 狭缝对波的影响 如果在纵波的传播方向上放一带狭缝的木板，不管狭缝方向如何，在一条弹簧上传播的纵波都能自由通过狭缝。 纵波可以穿过不同方向的狭缝。 狭缝对纵波的影响 当狭缝的方向与质点的振动方向垂直时，横波不能通过狭缝。 狭缝对横波的影响 只有当狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能通过狭缝。 一、光的偏振 2. 定义：不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是不同的，这个现象称为偏振现象。 ★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。 3. 偏振方向：横波的振动方向称为偏振方向。 思考：光是一种波，光究竟是横波还是纵波呢？ 伟大的物理学家惠更斯最早提出光是纵波，托马斯·杨认为光是一种横波，但在当时他们都缺乏充足的证据证明自己的观点。 一、光的偏振 4.偏振片：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”。 示意图 箭头表示透振方向 一、光的偏振 演 示：观察光的偏振现象 ①让阳光或灯光通过偏振片 P，在 P 的另一侧观察(如图甲)，观察透射光的强度有什么变化？如果以光的传播方向为轴旋转偏振片P，透射光的强度又如何变化吗？ 可以看到偏振片是透明的，只是透射光暗了一些；继续旋转偏振片 P，透射光的强度不发生变化。 一、光的偏振 ②在偏振片 P 的后面再放置另一个偏振片Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片 Q，观察通过两块偏振片的透射光的强度变化？ 当偏振片Q的透振方向与偏振片 P的透振方向平行时，透射强度与只有偏振片P时的强度一样(如图乙)。继续旋转偏振片Q，亮度变暗，当偏振片Q的透振方向与偏振片 P的透振方向垂直时，亮度最暗(如图丙)。 一、光的偏振 只有一块偏振片，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变。 两块偏振片的透振方向相互平行时，透射光的强度最大，但比通过一块偏振片时要弱。 当两块偏振片的透振方向相互垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零。 光可以发生偏振现象，说明光是横波。 光在垂直于传播方向的平面上，只沿某 个特定的方向振动，这种光称为偏振光。 如：通过偏振片的光；自然光在玻璃、 水面等表面形成的反射光、折射光。 一、光的偏振 5. 光的分类 太阳、电灯、发光二极管等普通光源直接发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光称为自然光。 （1）自然光 （2）偏振光 一、光的偏振 6.偏振现象的应用 （1）摄影技术中的应用 由于水或玻璃表面的反射光的干扰，常使景像不清楚，如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，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。 镜头未加偏振片时拍摄 镜头加偏振片时拍摄 一、光的偏振 （2）偏振片在汽车挡风玻璃上的应用 在夜间行车时，迎面开来的车灯眩光常常使司机看不清路面，容易发生事故。如果在每辆车灯玻璃上和司机坐席前面的挡风玻璃上安装一块偏振片，并使它们的透振方向跟水平方向成45°角，就可以解决这一问题。 未装偏振照明灯的情景 安装偏振照明灯的情景 偏正片 普通静片 一、光的偏振 偏振式3D技术是利用光的偏振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。 （3）立体电影 3D 眼镜 立体电影效果图 一、光的偏振 偏振片 偏振片 平板玻璃、电极、取向膜 液晶 旋光性 液晶显示 高中物理选择性必修第一册 偏振现象的应用 偏振片 偏振片 平板玻璃、电极、取向膜 液晶 加电压旋光性消失 液晶显示 一、光的偏振 做一做： 一、光的偏振 BD 例1.(多选)在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q,在Q的后边放上光屏,如图所示,则下列说法正确的是(　　) A.Q不动,旋转偏振片P,屏上光的亮度不变 B.Q不动,旋转偏振片P,屏上光的亮度时强时弱 C.P不动,旋转偏振片Q,屏上光的亮度不变 D.P不动,旋转偏振片Q,屏上光的亮度时强时弱 二、激光 第6节 光的偏振 激光 二、激光 舞台激光秀 1. 激光的产生：激光是原子受激辐射产生的光，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。激光是人工产生的相干光。 普通光源：光是从物质的原子中发射出来的,普通光源发出的自然光是许多频率、相位、偏振以及传播方向各不相同的光的杂乱无章的混合。这导致两个独立的普通光源发出的光不会发生干涉。 梅曼 二、激光 2. 激光的特点及其应用 （1）相干性：激光是一种人工产生的相干光。 相干性应用：光纤通讯、激光全息技术 全息照相 光纤通讯 全息投影 二、激光 应用：测距、测速、信息存储和阅读 （2）平行度非常好：激光的平行度非常好，传播很远的距离仍能保持一定的强度。 从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散成直径lm多的光斑，因此激光在地面上传播时，可以看成是不发散的。 激光测距 激光指向、识别和跟踪，如雷达 激光刻录和读取 二、激光 （3）亮度、能量高：它可以在很小的范围和很短的时间内集中很大的能量。 所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率，自然光源亮度最高的是太阳，而目前的高功率激光器，亮度可达太阳的1万倍。 应用：工业切割、焊接；医学“光刀”；利用强激光产生的高压引发核聚变。 氧化熔化激光切割 激发核聚变 二、激光 激光理疗、组织焊接、激光刀切割、激光美容、激光武器等等。 二、激光 例2.(多选)将激光束的宽度聚集到纳米级(10-9 m)范围内,可修复人体已损坏的器官,可对DNA分子进行超微型基因修复,把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病彻底根除,以上功能是利用了激光的(　　) A.单色性好 B.平行度好 C.粒子性 D.高能量 二、激光 BD 三、课堂总结 第6节 光的偏振 激光 三、课堂总结 四、练习与应用 第6节 光的偏振 激光 四、练习与应用 1.（多选）关于光的偏振，下列说法正确的是（　　） A．自然光通过偏振片后就变成了偏振光 B．立体电影就利用了光的偏振现象 C．在拍摄日落时水面、池中的鱼等景物时，可在镜头前装一偏振滤光片，使图像清晰 D．一束自然光在界面上发生反射与折射，反射光与折射光都是偏振的，且偏振方向都相同 ABC 四、练习与应用 2.如图所示，P是一偏振片，它的透振方向为竖直方向（图中用带箭头的实线表示）。现用四种入射光束分别照射P时，不能在P的另一侧观察到透射光的是（　　） 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45°角振动的光 C 四、练习与应用 3．物理知识在生活中有广泛的应用，下列关于光学知识应用，错误的是（　　） A．图1医用内窥镜运用了光的全反射原理 B．图2液晶屏显像利用了光的偏振现象 C．图3照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理 D．图4全息照相运用了光的衍射原理 D 四、练习与应用 4.(多选)关于激光的应用，下列说法中正确的是(　 ) A．光纤通信是应用激光相干好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行信息传递 B．计算机内用“磁头”可读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点来进行的 C．医学中用激光作“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 ABC Lavf58.33.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.12.100 Lavf58.33.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $