4.6 光的偏振 激光(Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册学生用书（人教版）

6　光的偏振　激光 学习任务一　光的偏振 [教材链接] 阅读教材,完成下列填空. (1)偏振现象 ①自然光:包含着在垂直于传播方向上沿　　　方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都　　　　,这种光称为自然光.  ②偏振光:在垂直于传播方向的平面上,沿着某个　　　　的方向振动的光称为偏振光.  ③偏振片:由特定的材料制成,每个偏振片都有一个　　　　的方向,沿着这个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)偏振光的产生方式 ①自然光通过　　　　后形成偏振光.  ②自然光射到两种介质的分界面上,入射角合适时,反射光与折射光　　　　,则反射光和折射光都是偏振光,且偏振方向互相　　　　.  ③光的偏振现象说明光是一种　　　波.  [科学探究] 如图所示,取一个偏振片P,让阳光通过偏振片P,在P的另一侧观察,可以看到偏振片是透明的,只是透射光暗了一些;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,会看到什么现象?这说明什么?     【辨别明理】 (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. (　) 例1 [2025·河南南阳高二期末] 1808年,艾蒂安⁃路易·马吕斯在实验中发现了光的偏振现象.关于偏振现象,下列说法正确的是 (　) A.只有纵波才有偏振现象 B.横波和纵波都可以发生偏振现象 C.自然光经玻璃反射后变为偏振光 D.自然光经玻璃折射后仍是自然光 [反思感悟] 　   例2 [2025·江苏南通高二期末] 如图所示,电灯S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 [反思感悟] 　       【要点总结】 自然光和偏振光的比较 自然光 偏振光 成因 从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光 自然光通过偏振片后就变成了偏振光,反射光、折射光均为偏振光 振动 方向 在垂直于传播方向的平面内,沿着各个方向振动 在垂直于传播方向的平面内,并且只有一个振动方向 经偏振片后现象比较 通过偏振片后,自然光就变成了偏振光,转动偏振片,偏振光的亮度不变,但偏振方向随之变化 偏振光经偏振片后,若偏振方向与透振方向平行,则屏亮;若垂直,则屏暗;若介于两者之间,则屏上亮度介于两者之间 学习任务二　偏振的应用 [物理观念] (1)摄影技术中的应用:水或玻璃表面的反射光的干扰,常使景象不清楚,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象清晰. (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座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. (3)立体电影:立体电影也是利用了光的偏振原理. (4)电子表的液晶显示屏:在两块透振方向互相垂直的偏振片当中插进一个液晶盒,液晶具有各向异性的属性,特别是偏振光经过液晶时,其振动方向会旋转90°,利用这种特性控制光通过或不通过,从而显示数字的形状. 例3 [2026·重庆第一中学高二开学考] 用观看立体电影的特殊眼镜观察手机液晶屏幕上的图片,通过左镜片的图片明亮,右镜片的灰暗.旋转手机屏幕90°,透过两镜片的图片 (　) A.均变明亮 B.均变灰暗 C.左镜片的变暗,右镜片的变亮 D.左镜片的更亮,右镜片的更暗 学习任务三　激光的特点及其应用 [教材链接] 阅读教材,完成下列填空. 特点 应用 相干性强:激光具有频率　　　　、相位差　　　、偏振方向　　　　的特点,是人工产生的相干光,具有高度的相干性  光纤通信 平行度好:激光的　　　　非常好,传播很远的距离后仍能保持一定的强度  激光会聚于一点,读取光盘上记录的信息,激光测距等 亮度高:它可以在很小的　　　　和很短的　　　内集中很大的　　　　  用激光束切割、焊接,医学上可以用激光做“光刀”,激发核聚变等 例4 关于激光,下列说法中正确的是 (　) A.激光属于红外线 B.激光用来切割物质是因为其单色性好 C.激光是一种人工产生的相干光 D.两束激光在传播中必然平行 变式 关于激光的应用问题,下列说法中正确的是 (　) A.光纤通信是应用激光平行度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有相干性的特点 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 【要点总结】 激光与自然光的区别 自然光 激光 原子发光的方向时刻 不确定 原子发光的方向 时刻相同 频率不一样 频率单一 不能发生干涉 能发生干涉 (双缝干涉实验) 非相干光 人工产生的相干光 传播中扩束严重 平行度好,传播中 几乎不扩束 亮度远远小于激光 亮度高 1.(光的偏振) (多选)关于自然光和偏振光,以下说法正确的是 (　) A.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 B.偏振光是在垂直于传播方向的平面上、只沿着某一特定方向振动的光 C.自然光透过一个偏振片后就成为偏振光,偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光 D.太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光 2.(光的偏振现象的应用)(多选) 某同学研究液晶显示器的结构时发现,显示器的表面有一层偏光膜,如果将偏光膜撕下,显示器就不能正常显示画面,变得纯白一片,如图所示.下列说法正确的是 (　) A.若转动偏振片观察屏幕,则画面亮度的变化不明显 B.若转动偏振片观察屏幕,则画面出现明、暗交替的变化 C.若用撕下的偏光膜做成眼镜,则戴上该眼镜能看到正常的画面 D.若用撕下的偏光膜做成眼镜,则戴上该眼镜仍看到纯白的画面 3.(激光的应用)关于激光的应用问题,下列说法中正确的是 (　) A.全息照相是利用激光平行度非常好的特点 B.利用强激光产生的高压使得可控核聚变成为可能 C.用激光束来切割或焊接较硬的材料是利用激光平行度好的特点 D.“激光测距雷达”和用激光读取DVD光盘上的信息是利用激光有相干性的特点 学科网（北京）股份有限公司 $ 6　光的偏振　激光 [教材链接] (1)①一切　相同　②特定　③特定　(2)①偏振片　②垂直　垂直　③横 [科学探究] 会看到在旋转Q时光的亮度发生变化. 偏振片的作用类似于狭缝,只有振动方向与透振方向一致的光才能通过.当偏振片Q与P的透振方向平行时,穿过Q的光最强;当Q与P的透振方向垂直时,光不能透过Q. 【辨别明理】 (1)×　(2)√　 例1　C　[解析] 只有横波才有偏振现象,纵波无法发生偏振,故A错误;偏振是横波特有的现象,纵波不能发生,故B错误;自然光经玻璃反射时,反射光为偏振光(部分偏振),故C正确;自然光经玻璃折射后变为部分偏振光,而非自然光,故D错误. 例2　D　[解析] 电灯S发出的光,包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同,属于自然光,故A错误;自然光经过偏振片A形成偏振光,Q处光波的强度没有变化,一直有光亮,不会出现明暗交替的现象,故B错误;无论将B沿SP向A平移至何位置,透过A的偏振光的振动方向始终与B的透振方向垂直,在P处始终看不到光亮,故C错误;由于此时人眼在P处迎着入射光方向看不到光亮,说明A、B透振方向垂直,以SP为轴将A转过45°,则透过A的偏振光的振动方向将存在平行于B透振方向的分量,此时将有部分光可以透过B,在P处可以看到光亮,故D正确. 例3　C　[解析] 观看立体电影的特殊眼镜是利用了光的偏振,其镜片为偏振片,可以理解为开始时左镜片的透振方向与手机屏幕光的振动方向一致,右镜片的透振方向与屏幕光的振动方向接近垂直,手机屏幕旋转90°后,左右镜片的透振方向不变,则左镜片的透振方向与手机屏幕光的振动方向接近垂直,通过左镜片的图片亮度变暗,右镜片的透振方向与屏幕光的振动方向基本一致,因此通过右镜片的图片亮度变亮,故选C. [教材链接] 相同　恒定　一致　平行度　空间　时间　能量 例4　C　[解析] 激光就是由受激发射的光放大产生的辐射;红外线是电磁波,两者性质不同,激光表示光的状态,红外线则是表示光的种类,故A错误;激光用来切割物质是因为其亮度高,能量大,故B错误;激光是一种人工产生的相干光,激光的频率单一,相干性好,故C正确;激光平行度好,但两束激光在传播中可以相交,故D错误. 变式　C　[解析] 由激光的特点可知,光纤通信主要利用了激光的相干性,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平行度好,B错误;医疗中用激光做“光刀”来切除肿瘤利用了激光亮度高的特点,C正确;“激光测距雷达”利用的是激光的平行度好的特点,D错误. 随堂巩固 1.BD　[解析] 自然光沿各个方向振动的光波的强度相同,故A错误;偏振光是在垂直于传播方向的平面上、只沿着某一特定方向振动的光,故B正确;自然光透过一个偏振片后就成为偏振光,偏振光经过一个偏振片后不能还原为自然光,故C错误;太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光,故D正确. 2.BC　[解析] 同学看到的光是偏振光,若转动偏振片观察屏幕,则画面出现明、暗交替的变化,故A错误,B正确;液晶显示器发出的光为偏振光,这种偏振光人眼无法直接识别,偏光膜的作用是将这种偏振光转换为我们可以看到的彩色画面,故若用撕下的偏光膜做成眼镜,则戴上该眼镜能看到正常的画面,故C正确,D错误. 3.B　[解析] 全息照相利用了激光相干性好的特点,故A错误;由于激光的频率较高,能量较高,所以人工控制核聚变的一个可能实现途径是利用强激光产生的高温高压引起核聚变,故B正确;用激光束来切割或焊接较硬的材料是利用激光能量高的特点,故C错误; “激光测距雷达”和用激光读取DVD光盘上的信息是利用激光平行度好的特点,故D错误. 学科网（北京）股份有限公司 $