4.6光的偏振激光 课件 (共21张PPT)
文档属性
| 名称 | 4.6光的偏振激光 课件 (共21张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-09-11 16:49:53 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
4.6 光的偏振 激光
【回顾】什么是横波？什么是纵波？
1. 在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上.
2. 在横波中，振动方向总是垂直于波的传播方向.
传播方向相同，
振动方向也可能不同
一、偏振
1. 偏振现象：
对横波，即使传播方向相同，振动方向也可能不同的现象。
2. 偏振方向：横波的振动方向
纵波没有偏振现象
机械波：横波与纵波的区别
横波有偏振现象
偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，偏振方向与这个方向垂直的光不能通过，这个方向叫作“ 透振方向”。
偏振片对光波的作用就像狭缝对于机械波的作用一样。
二、光的偏振
a.通过一块偏振片P 看太阳的透射光.
（转动P，亮度有无变化？）
1. 【实验】观察阳光通过偏振片后透射光的强度变化
P
P
Q
b. 在偏振片P 的后面再放置另一个偏振片Q，转动Q 观察通过两块偏振片的透射强度有无变化？
甲
乙
检偏器
起偏器
光是一种横波
二、光的偏振
当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变．
当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱．
当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零.
二、光的偏振
自然光
自然光、偏振光
(1)太阳、日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。这种光叫自然光。
沿着某个特定方向振动的光叫作偏振光
二、光的偏振
光的偏振现象并不罕见．除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光．自然光照在玻璃、水面、木质桌面等表面发生发射时，反射光、折射光都是偏振光。入射角变化时，偏振程度也有变化。
光振动垂直于纸面
光振动在纸面内
如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直。
二、光的偏振
【观察】反射光为偏振光
二、光的偏振
相机的偏振滤光片能减弱玻璃表面反射光的影响（右图）
二、光的偏振
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
二、光的偏振
经偏振片后 现象比较
经偏振片后 现象比较 如上图所示，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 如上图所示，偏振光经偏振片后，若偏振方向与透振方向平行，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并随偏振方向与透振方向夹角的增大而变暗.
二、光的偏振
自然光和偏振光的比较
阅读教材P105、P106，学习“激光”
三、激光
阅读教材P105、P106，学习“激光”
日光灯等一般光源，某原子什么时刻发光、在哪个方向偏振、传播方向、频率也不一定相同，不同原子发出的光没有确定的相位差。
应用1：激光能像无线电波那样被调制，用来传递信息。光线通信就是激光和光导纤维结合的产物
激光：频率相同、相位差恒定、振动方向一致的光波
应用2：激光平行度好，传播很远的距离后仍然能保持一定的强度，测距（地月距离可达厘米级别精度），给枪械、火炮、导弹引导方向
应用3：激光能量密度高，利用激光束切割、焊接；医学上切肿瘤、美容等
应用4：利用激光研究原子分子的光谱，研究分子运动和化学反应过程，光钟
三、激光
【典例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
典例分析
【正确答案】ABC
【典例2】物理知识在生活中有广泛的应用，下列关于光学知识应用，描述错误的是（ ）
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
典例分析
【正确答案】D
【典例3】如图所示，让太阳光（自然光）通过M上的小孔S后照射到M右方的偏振片P上，P的右侧再放一光屏Q，现使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周，则关于光屏Q上的亮度变化情况，下列判断中正确的是（ ）
A．只有当偏振片转到某一适当位置时光屏被照亮，其他位置时光屏上无亮光
B．光屏上亮度基本不变
C．光屏上亮、暗交替变化出现
D．光屏上只有一条亮线随偏振片的转动而转动
典例分析
【正确答案】B
【典例4】如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．图甲中，P、Q是偏振片，M是光屏，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏M上的光亮度将会变化，此现象表明光波是横波
B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到双缝间距离L，两相邻亮条纹间距离将减小
C．图乙中用白光进行实验，中央亮条纹是彩色的，两侧条纹也是彩色的
D．利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长，容易发生衍射
典例分析
【正确答案】C
【典例5】（多选）食品安全检验中碳水化合物（糖）的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了。如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间。以下说法中正确的是（ ）
A．到达O处光的强度会明显减弱
B．到达O处光的强度不会明显减弱
C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于α
D．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α
典例分析
【正确答案】ACD
【典例6】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450，车灯玻璃的透振方向是斜向左上450
D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上450
典例分析
【正确答案】D
4.6 光的偏振 激光
【回顾】什么是横波？什么是纵波？
1. 在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上.
2. 在横波中，振动方向总是垂直于波的传播方向.
传播方向相同，
振动方向也可能不同
一、偏振
1. 偏振现象：
对横波，即使传播方向相同，振动方向也可能不同的现象。
2. 偏振方向：横波的振动方向
纵波没有偏振现象
机械波：横波与纵波的区别
横波有偏振现象
偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，偏振方向与这个方向垂直的光不能通过，这个方向叫作“ 透振方向”。
偏振片对光波的作用就像狭缝对于机械波的作用一样。
二、光的偏振
a.通过一块偏振片P 看太阳的透射光.
（转动P，亮度有无变化？）
1. 【实验】观察阳光通过偏振片后透射光的强度变化
P
P
Q
b. 在偏振片P 的后面再放置另一个偏振片Q，转动Q 观察通过两块偏振片的透射强度有无变化？
甲
乙
检偏器
起偏器
光是一种横波
二、光的偏振
当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变．
当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱．
当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零.
二、光的偏振
自然光
自然光、偏振光
(1)太阳、日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。这种光叫自然光。
沿着某个特定方向振动的光叫作偏振光
二、光的偏振
光的偏振现象并不罕见．除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光．自然光照在玻璃、水面、木质桌面等表面发生发射时，反射光、折射光都是偏振光。入射角变化时，偏振程度也有变化。
光振动垂直于纸面
光振动在纸面内
如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直。
二、光的偏振
【观察】反射光为偏振光
二、光的偏振
相机的偏振滤光片能减弱玻璃表面反射光的影响（右图）
二、光的偏振
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
二、光的偏振
经偏振片后 现象比较
经偏振片后 现象比较 如上图所示，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 如上图所示，偏振光经偏振片后，若偏振方向与透振方向平行，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并随偏振方向与透振方向夹角的增大而变暗.
二、光的偏振
自然光和偏振光的比较
阅读教材P105、P106，学习“激光”
三、激光
阅读教材P105、P106，学习“激光”
日光灯等一般光源，某原子什么时刻发光、在哪个方向偏振、传播方向、频率也不一定相同，不同原子发出的光没有确定的相位差。
应用1：激光能像无线电波那样被调制，用来传递信息。光线通信就是激光和光导纤维结合的产物
激光：频率相同、相位差恒定、振动方向一致的光波
应用2：激光平行度好，传播很远的距离后仍然能保持一定的强度，测距（地月距离可达厘米级别精度），给枪械、火炮、导弹引导方向
应用3：激光能量密度高，利用激光束切割、焊接；医学上切肿瘤、美容等
应用4：利用激光研究原子分子的光谱，研究分子运动和化学反应过程，光钟
三、激光
【典例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
典例分析
【正确答案】ABC
【典例2】物理知识在生活中有广泛的应用，下列关于光学知识应用，描述错误的是（ ）
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
典例分析
【正确答案】D
【典例3】如图所示，让太阳光（自然光）通过M上的小孔S后照射到M右方的偏振片P上，P的右侧再放一光屏Q，现使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周，则关于光屏Q上的亮度变化情况，下列判断中正确的是（ ）
A．只有当偏振片转到某一适当位置时光屏被照亮，其他位置时光屏上无亮光
B．光屏上亮度基本不变
C．光屏上亮、暗交替变化出现
D．光屏上只有一条亮线随偏振片的转动而转动
典例分析
【正确答案】B
【典例4】如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．图甲中，P、Q是偏振片，M是光屏，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏M上的光亮度将会变化，此现象表明光波是横波
B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到双缝间距离L，两相邻亮条纹间距离将减小
C．图乙中用白光进行实验，中央亮条纹是彩色的，两侧条纹也是彩色的
D．利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长，容易发生衍射
典例分析
【正确答案】C
【典例5】（多选）食品安全检验中碳水化合物（糖）的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了。如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间。以下说法中正确的是（ ）
A．到达O处光的强度会明显减弱
B．到达O处光的强度不会明显减弱
C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于α
D．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α
典例分析
【正确答案】ACD
【典例6】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450，车灯玻璃的透振方向是斜向左上450
D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上450
典例分析
【正确答案】D