4.6 光的偏振 激光 课件 (共22张PPT) 高二物理人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 4.6 光的偏振 激光 课件 (共22张PPT) 高二物理人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 6.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-09 17:27:14 | ||
图片预览
文档简介
(共22张PPT)
第6节 光的偏振 激光
第四章 光
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
1、认识偏振现象，知道只有横波才有偏振现象。
2、了解偏振光和自然光的区别，根据光的偏振现象知道光是横波。
3、了解偏振光在生产生活中的一些应用。
4、了解激光的特点和应用。
知识点一、偏振
1.狭缝对纵波的影响
如图所示，如果在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。即狭缝对纵波的影响。
纵波可以穿过不同方向的狭缝
2.狭缝对横波的影响
对横波，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能毫无阻碍地通过狭缝；当狭缝的方向与质点的振动方向垂直时，横波就不能通过狭缝，这种现象叫做偏振。
3.偏振现象
横波只沿某一特定的方向振动的现象称偏振现象。
4.横波独有的特征
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。
知识点二、光的偏振
1.光是一种横波
研究表明，光是一种横波。
2.偏振片
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
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。
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)。
【视频：光的偏振】
说明：
事实上，只要光的振动方向不与透振方向垂直，它都可以不同程度地通过偏振片，不过强度要比振动方向与透振方向平行的光弱一些。
3.自然光和偏振光
（1）自然光：太阳、电灯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，这种光叫做自然光。
（2）偏振光：光在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动，这种光叫作偏振光。例如通过偏振片的光波就是偏振光。自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光。
4.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的花
镜头加偏振片时拍摄的花
（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
（3）立体电影
偏振式3D技术是利用光线有“振动方向”的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。
1.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
练一练
2.如图所示，两光屏间放有两个透振方向相互平行的偏振片，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通过偏振片Q，现以光的传播方向为轴使偏振片P由图示位置旋转90度，下列说法正确的是（ ）
A．MP间为偏振光
B．PQ间为自然光
C．PQ间的光线亮度逐渐变暗
D．光屏N上的亮线逐渐变暗
D
知识点三、激光的特点及其应用
1.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。
2.激光的产生
1960年，美国物理学家梅曼率先在实验室中制造出了激光。
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。
梅曼
（Theodore Harold Maiman，
1927-2007）
3.激光的特点以及应用
（1）相干性：激光具有频率单一、相位差恒定、偏振方向相同的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性。
应用：光纤通信、全息照相等。
（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。
应用：精确的测距；读取光盘上记录的信息，激光雷达等。
手持式雷达测速仪
手提激光测距仪
（3）亮度高
它可以在很小的范围和很短的时间内集中很大的能量。
应用：用激光束切割、焊接、医学上可以用激光做“光刀”；激发核反应等。
（4）能量高
产生高压引起核聚变。
应用：人工控制聚变反应。
氧化熔化激光切割
激发核聚变
1.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
练一练
2.激光可以用来进行精确的测距，激光测距雷达就是一种可以用来测距的装置，它是利用了激光的什么特点( )
A．激光具有高度的相干性
B．激光的平行度非常好
C．激光的亮度高
D．激光的单色性好
B
光的偏振
相干性好，应用：光纤通信等
平行度好，应用：精确的测距等
亮度高，应用：用激光束切割、焊接等
激光的特点及其应用
振动中的偏振现象
光的偏振:偏振现象是横波所特有的
偏振现象的应用
光的偏振 激光
第6节 光的偏振 激光
第四章 光
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
1、认识偏振现象，知道只有横波才有偏振现象。
2、了解偏振光和自然光的区别，根据光的偏振现象知道光是横波。
3、了解偏振光在生产生活中的一些应用。
4、了解激光的特点和应用。
知识点一、偏振
1.狭缝对纵波的影响
如图所示，如果在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。即狭缝对纵波的影响。
纵波可以穿过不同方向的狭缝
2.狭缝对横波的影响
对横波，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能毫无阻碍地通过狭缝；当狭缝的方向与质点的振动方向垂直时，横波就不能通过狭缝，这种现象叫做偏振。
3.偏振现象
横波只沿某一特定的方向振动的现象称偏振现象。
4.横波独有的特征
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。
知识点二、光的偏振
1.光是一种横波
研究表明，光是一种横波。
2.偏振片
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
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。
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)。
【视频：光的偏振】
说明：
事实上，只要光的振动方向不与透振方向垂直，它都可以不同程度地通过偏振片，不过强度要比振动方向与透振方向平行的光弱一些。
3.自然光和偏振光
（1）自然光：太阳、电灯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，这种光叫做自然光。
（2）偏振光：光在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动，这种光叫作偏振光。例如通过偏振片的光波就是偏振光。自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光。
4.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的花
镜头加偏振片时拍摄的花
（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
（3）立体电影
偏振式3D技术是利用光线有“振动方向”的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。
1.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
练一练
2.如图所示，两光屏间放有两个透振方向相互平行的偏振片，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通过偏振片Q，现以光的传播方向为轴使偏振片P由图示位置旋转90度，下列说法正确的是（ ）
A．MP间为偏振光
B．PQ间为自然光
C．PQ间的光线亮度逐渐变暗
D．光屏N上的亮线逐渐变暗
D
知识点三、激光的特点及其应用
1.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。
2.激光的产生
1960年，美国物理学家梅曼率先在实验室中制造出了激光。
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。
梅曼
（Theodore Harold Maiman，
1927-2007）
3.激光的特点以及应用
（1）相干性：激光具有频率单一、相位差恒定、偏振方向相同的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性。
应用：光纤通信、全息照相等。
（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。
应用：精确的测距；读取光盘上记录的信息，激光雷达等。
手持式雷达测速仪
手提激光测距仪
（3）亮度高
它可以在很小的范围和很短的时间内集中很大的能量。
应用：用激光束切割、焊接、医学上可以用激光做“光刀”；激发核反应等。
（4）能量高
产生高压引起核聚变。
应用：人工控制聚变反应。
氧化熔化激光切割
激发核聚变
1.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
练一练
2.激光可以用来进行精确的测距，激光测距雷达就是一种可以用来测距的装置，它是利用了激光的什么特点( )
A．激光具有高度的相干性
B．激光的平行度非常好
C．激光的亮度高
D．激光的单色性好
B
光的偏振
相干性好，应用：光纤通信等
平行度好，应用：精确的测距等
亮度高，应用：用激光束切割、焊接等
激光的特点及其应用
振动中的偏振现象
光的偏振:偏振现象是横波所特有的
偏振现象的应用
光的偏振 激光