4.6 光的偏振 激光 课件 -2026-2027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与激光，以“立体电影为何戴特制眼镜”导入，通过问题链“怎样判断光是横波”引导，结合绳波与纵波模型类比，经偏振片实验验证，构建从现象到本质再到应用的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过“做一做”观察不同光源偏振现象、偏振片实验推理光是横波，强化物理观念。既提升学生探究能力与概念理解，又为教师提供结构化教学资源，便于高效实施教学。

第四章 光 第6节 光的偏振 激光 观看立体电影时，为什么要戴特制眼镜？如果摘掉眼镜，银幕上的图像为什么会变得模糊？ 一、偏振现象 问题链：怎样判断光是横波？ 现象：3D眼镜、偏振片会改变我们看到的光。 模型：用绳波和纵波通过狭缝，寻找横波与纵波的差别。 证据：自然光经过两块偏振片时，透射光强随夹角变化。 结论：光能发生偏振，说明光是横波。 应用：偏振滤光、3D电影、液晶显示；进一步认识激光。 3D眼镜：偏振现象的生活入口 一、偏振现象 1. 横波、纵波与偏振问题 在纵波中，各点振动方向与波的传播方向在同一直线上。 在横波中，各点振动方向与波的传播方向垂直。 如果一个波能被「振动方向」筛选，它更可能是哪一种波？ 一、偏振现象 2. 狭缝对横波和纵波的影响 （1）绳波振动方向与狭缝平行时，可以通过；与狭缝垂直时，明显受阻。 （2）纵波沿传播方向振动，狭缝方向改变时，传播几乎不受影响。 （3）偏振现象可用来判断波是否为横波。 一、偏振现象 3. 偏振与偏振方向 偏振现象：传播方向相同的横波，振动方向可以不同；这种与振动方向有关的现象称为偏振现象。 偏振方向：横波的振动方向。 判断思路：若某种波表现出偏振现象，就说明它具有横波特征。 二、光的偏振 1. 偏振片与透振方向 实物 示意图 箭头表示透振方向 偏振片由特定材料制成，每个偏振片都有一个特定方向。 沿这个方向振动的光能顺利通过；与这个方向垂直的光不易通过。 这个方向叫作「透振方向」。 二、光的偏振 2. 观察光的偏振现象 实验观察： （1）只用一块偏振片 P，旋转 P，透射光强变化不明显。 （2）在 P 后再放偏振片 Q，旋转 Q，透射光强会发生明显变化。 （3）P、Q 透振方向平行时最亮，垂直时最暗。 二、光的偏振 3. 自然光、偏振光、起偏与检偏 P Q 自然光：普通光源发出的光，在垂直于传播方向的平面内沿各个方向振动，且各方向强度近似相同。 偏振光：只沿某个特定方向振动的光。 起偏器：把自然光变为偏振光。检偏器：检验偏振光方向。 二、光的偏振 4. 两块偏振片的透光规律 （1）P、Q 透振方向平行：通过 Q 的光强最大。 （2）P、Q 透振方向垂直：通过 Q 的光强最小，近似为零。 （3）旋转 Q 时，屏上亮度由亮到暗再到亮周期性变化。 二、光的偏振 5. 为什么偏振能说明光是横波？ 如果光是纵波，振动方向沿传播方向，绕传播方向旋转偏振片不应造成「方向筛选」。 实验中，两块偏振片相对转动会使透射光强发生明显变化，说明光的振动具有垂直于传播方向的方向性。 因此：光能发生偏振，说明光是横波。 三、偏振现象的应用 1. 反射也能产生偏振 光振动垂直于纸面 光振动在纸面内 自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光通常都是不同程度的偏振光。 当入射角改变时，偏振程度也会改变。 这为偏振滤光片减弱反光提供了依据。 三、偏振现象的应用 2. 偏振滤光片：减弱反射光 拍摄水面下的鱼、玻璃橱窗里的物体时，反射光会干扰成像。 在镜头前加偏振滤光片并转动到合适方向，可以减弱反射光，使水下或玻璃后的景象更清晰。 三、偏振现象的应用 3. 立体电影中的偏振 立体电影把左眼、右眼应看到的两幅图像分别做成偏振方向不同的光。 偏振眼镜的两只镜片透振方向不同，使左眼只接收左眼图像，右眼只接收右眼图像。 大脑综合两幅略有差别的图像，形成空间立体感。 三、偏振现象的应用 4. 做一做：用偏振片观察生活中的光 观察任务：只改变偏振片的转角，比较不同光源或反射光的亮度变化。 （1）窗户射入的自然光：亮度变化是否明显？ （2）玻璃、桌面等反射光：亮度变化是否明显？ （3）手机或液晶屏幕：文字或画面亮度怎样变化？ 观察记录： 反射光、液晶屏的明暗变化更明显，说明它们含有较明显的偏振成分；自然光直接通过一片偏振片时亮度变化不明显。 观察对象 操作 记录现象 自然光 旋转偏振片 反射光 旋转偏振片 液晶屏 旋转偏振片 变化不明显 变化明显 明暗变化明显 四、激光的特点及其应用 1. 从普通光源到激光 普通光源：不同原子发光彼此独立，频率、相位、偏振方向、传播方向往往不同，通常不是相干光。 激光：由受激辐射产生，频率、相位、偏振和传播方向等性质高度一致，是人工产生的相干光。 四、激光的特点及其应用 2. 特点一：相干性好 激光的频率、相位、偏振方向等高度一致，具有很好的相干性。 应用：双缝干涉和衍射实验更容易完成；光纤通信、激光全息等需要稳定相干光源的技术。 四、激光的特点及其应用 3. 特点二：平行度好 激光束发散很小，传播很远后仍能保持较高强度。 典型应用：激光测距、测速、指向、信息存储和读取。 测距思路：测出激光脉冲往返时间 Δt，可由距离 s=cΔt/2 估算目标距离。 四、激光的特点及其应用 4. 特点三：亮度高、能量集中 激光可在很小空间、很短时间内集中大量能量。 应用：工业切割、焊接、打孔；医学「光刀」、视网膜焊接；强激光还可用于材料研究和高能物理研究。 1、用白炽灯、两个透振方向平行的偏振片 P、Q 演示光的偏振。下列说法正确的是（ ） A. 白炽灯发出的光是纵波 B. 偏振片 Q 起到检偏作用 C. 光束Ⅱ中光振动方向与透振方向垂直 D. 将 P 转过45°，光束Ⅲ将消失 B 2.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 3.关于激光的应用，下列说法正确的是（ ） A. 光纤通信与激光相干性好有关 B. 激光测距利用激光平行度好的特点 C. 医学中用激光作「光刀」与激光亮度高有关 D. 激光打孔主要利用激光能量集中 ABCD 课堂小结 光的偏振 激光 偏振现象 横波特有；振动方向称为偏振方向 光的偏振 偏振片实验说明光是横波 偏振应用 滤光片、3D眼镜、液晶显示 激光特点 相干性好、平行度好、亮度高 $