2018-2019学年高中物理鲁科版选修3-4（课件+教师用书）：第5章 第3+4节 (2份打包)

第3节　光的偏振 第4节　激光与全息照相 光 的 偏 振 [先填空] 1．偏振现象 (1)光的干涉和衍射现象表明光具有波动性，光的偏振现象说明光是横波． (2)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，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，所以不显示偏振性，这样的光叫做自然光． (3)偏振光：自然光垂直透过某一偏振片后，其振动方向沿着偏振片的透光方向，这样的光称为偏振光． (4)偏振：横波只沿着某一个特定的方向振动的现象． (5)起偏器和检偏器 用于获得偏振光的偏振片叫起偏器，用于检查通过起偏器的光是不是偏振光的偏振片叫检偏器． 2．偏振现象在生产生活中的应用 偏振现象的主要应用有偏振镜、立体电影、地震预报等． [再判断] 1．自然光是偏振光．(×) 2．光的偏振现象说明光是横波．(√) 3．立体电影应用了光的偏振现象．(√) [后思考] 如图5­3­1所示分别为自然光和偏振光的传播方向与振动方向之间关系的示意图，请问自然光与偏振光的主要区别是什么？ 图5­3­1 【提示】　在垂直于传播方向的平面内，自然光沿所有方向振动，偏振光沿某一特定方向振动． [核心点击] 1．偏振现象 对于横波通过狭缝的情况，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能无阻碍地通过狭缝，而当狭缝的方向与横波质点的振动方向垂直时，横波不能通过狭缝，说明偏振是横波特有的现象． 2．自然光与偏振光的区别 自然光(非偏振光) 偏振光 光的来源 直接从光源发出的光 自然光通过起偏器后的光 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强度都相同 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某一特定方向(与起偏器透振方向一致) 1.如图5­3­2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，看不到光亮，则(　　) 图5­3­2 A．图中a光为偏振光 B．图中b光为偏振光 C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮 D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮 E．以SP为轴将A转过90°后，在P处将看到光亮 【解析】　该题考查了对自然光、偏振光的特点的认识．自然光沿各个方向的振动是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则A错．它通过偏振片A后，变为偏振光，则B对．设通过A的光沿竖直方向振动，当偏振片B只能通过沿水平方向振动的偏振光时，则P点无光亮．将B转过180°后，P处仍无光亮，即C错．若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，D对．同理可知E对． 【答案】　BDE 2．实验证明让一束太阳光入射到平静的水面上，如果入射角合适，其反射光线和折射光线是互相垂直的，且偏振方向也是互相垂直的偏振光．已知水的折射率为1.33，则这一入射角为多少？ 【导学号：78510063】 【解析】　设入射角为θ1，折射角为θ2，反射角为θ′1.由光的反射定律知θ′1＝θ1；由光的折射定律得n＝＝tan θ1，θ1＝arctan 1.33＝53°. ，由题给条件知θ1＋θ2＝90 °，故有sin θ2＝sin(90°－θ1)＝cos θ1，n＝ 【答案】　53° 1．偏振片是由特定的材料制成的，每个偏振片都有一个特定的方向，这个方向叫做“透振方向”，只有沿透振方向振动的光才能通过偏振片． 2．偏振片上的“狭缝”表示透振方向，而不是真实狭缝． 3．光的偏振现象说明光是一种横波． 4．自然光透过偏振片可以变成偏振光． 5．当偏振片的偏振方向与光的偏振方向夹角不同时，透过偏振片的光的强度不同． 激 光 与 全 息 照 相 [先填空] 1．激光的特性及应用 特点 (与普通光相比) 特点内容 应用 单色性好相干性好 频率单一，位相差恒定，易发生干涉现象，可象无线电波一样调制 激光全息照相、光纤通信、光的干涉 方向性好 激光的方向性非常好，是一束几乎不发散的平行光，可以会聚到很小的点上 测距和跟踪目标、CD唱片、计算机光盘 亮度高 激光能在很小的空间、很短的时间内集中很大的能量 “光刀”、激发核反应 2.全息照相 (1)原理：全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，使参考光和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹．这要求参考光和物光必须具有很高的相干性． (2)观察全息照片时要用激光照射照片，从另一侧面观察． [再判断] 1．激光是人工产生的相干光，其单色性好、相干性好．(√) 2．探照灯的光束就是激光．(×) 3．全息照相是利用激光单色性好的特点，发生干涉．(√) [后思考] 在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，