4.6光的偏振 激光课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册(共25张PPT)
文档属性
| 名称 | 4.6光的偏振 激光课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册(共25张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 68.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-04 21:08:59 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
光
4.6 光的偏振 激光
情境引入
讲授新课
课堂小结
随堂训练
情境引入
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？
讲授新课
光的偏振
光的干涉和衍射说明光具有波动性，但光是横波还是纵波？
什么是横波？什么是纵波？
在横波中，质点振动方向总是垂直于波的传播方向.
在纵波中，质点振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上.
讲授新课
光的偏振
1.偏振现象：当狭缝的方向与波质点振动方向相同时，波可以通过狭缝，当狭缝的方向与波质点振动方向垂直，波不能通过狭缝，该现象称为“偏振现象”。
2.横纵波特点.（偏振可以检验横波，不能检验纵波！）
（1）纵波：所有纵波都可以通过狭缝（振动方向与传播方向共线）
（2）横波：振动方向与狭缝平行时过，垂直不过，有夹角时，强度变弱。
讲授新课
一列纵波，以这列纵波的传播方向为轴，无论我们怎么旋转第二块木板，纵波都能通过。也就是说纵波不发生偏振现象。
光的偏振
讲授新课
光的偏振
横波能够发生偏振现象而纵波不能发生偏振现象，这就是横波与纵波的一个区别。光波是横波还是纵波 只要看它能否发生偏振现象就可以啦!
偏振片：偏振平由特殊材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，偏振方向与这个方向垂直的光不能通过，这个方向叫做“透振方向”。
讲授新课
光的偏振
1.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。
2.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。
3.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。
4.当有夹角时，仍可以透过部分光，但强度弱。
备注：自然光：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。这种光是“自然光”
讲授新课
光的偏振
偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动的光叫偏振光。
常见偏振光：
（1）自然光在水面、玻璃等表面的反射光和折射光。
（2）经过偏振器后的光
讲授新课
光的偏振
自然光与偏振光的比较
自然光 偏振光
不同点 光的 来源 直接从光源发出的光 自然光通过起偏器后的光或由某种介质反射或折射的光
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波的强度都相同 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某个特定方向（与起偏器透振方向一致）
相同点 不管是自然光还是偏振光，传播方向与振动方向一定垂直
光的偏振
讲授新课
光是一种横波,自然光射到两种介质的界面上，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。
讲授新课
除了太阳、电灯等光源直接发出的光以外，我们见到的绝大部分都是不同程度的偏振光，如自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光大部分都是偏振光。
光的偏振
讲授新课
偏振现象的应用
摄影：
讲授新课
汽车前玻璃和玻璃罩：
每辆车灯玻璃和司机前面的挡风玻璃上都安装一块偏振玻璃，而且透振方向与水平方向成450，确保能看到发出的光，去掉反射回来的光。
汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为了避免双方车灯的眩目，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。如驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45度角，那么，司机从前窗只能看到自已的车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，这样，汽车在夜间行驶时，即不用熄灯，也不用减速，可以保证安全行车。
偏振现象的应用
讲授新课
偏振现象的应用
讲授新课
偏振现象的应用
另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分散射光。
讲授新课
偏振现象的应用
立体电影：
两只镜片的透振方向相互垂直，（左眼与左放映机前透振方向一致，右眼与右放映机前透振方向一致；两眼看到画面略有差别。
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。
讲授新课
液晶显示
偏振现象的应用
液晶显示器就是利用偏振，在上下两片栅栏相互垂直的偏光板之间充满液晶，利用电场控制液晶的转动．不同的电场大小就会形成不同的灰阶亮度．
偏光太阳镜
在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。
讲授新课
激光的特点及应用
1、激光的概念、产生及特点
（1）概念：传播方向、偏振、相位等完全相同的光。是单色光、相干光。
（2）产生：只能有人工产生，自然界中不能发出激光。
（3）特点
相干性好：激光束具有高度的平行性和单色性，是最好的相干光，用作光源观察干涉、衍射，效果非常明显。光纤通讯、激光全息技术
平行度好：激光可以看成是不发散的。从地球发生到月球是，发散很弱。
用来测距、测速、信息存储和阅读
单色性强：光的颜色有频率决定，最理想的单色光。
亮度高：垂直光线的平面内发光功率大。应用：工业切割、焊接；医学“光刀”；利用强激光产生的高压引发核聚变。
讲授新课
激光的特点及应用
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。
与普通照相技术的比较：普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的相位信息。
A.使A和B同时转过90°，仍然一点光都看不到
B.仅使B转过90°过程中，看到光先变亮后变暗
C.仅使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮
D.仅使A转动时，始终看不到透射光
1、（多选）在图中，人眼隔着偏振片B、A去看一只发光的电灯泡S，一点透射光都看不到，那么，下列说法中正确的是（ ）
解析 人眼隔着检偏器B、起偏器A去看一只电灯泡S，无法看到透射光，说明两个偏振片正好相互垂直，现在同时转90°依然看不到，A正确；仅使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮，B错误，C正确；仅使A转动时，渐渐看到透射光，D错误。
当堂检测
当堂检测
2、(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
【正确答案】ABC
当堂检测
3、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
【正确答案】D
当堂检测
4、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
【正确答案】B
当堂检测
5、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
【正确答案】C
谢谢观看
光
4.6 光的偏振 激光
情境引入
讲授新课
课堂小结
随堂训练
情境引入
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？
讲授新课
光的偏振
光的干涉和衍射说明光具有波动性，但光是横波还是纵波？
什么是横波？什么是纵波？
在横波中，质点振动方向总是垂直于波的传播方向.
在纵波中，质点振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上.
讲授新课
光的偏振
1.偏振现象：当狭缝的方向与波质点振动方向相同时，波可以通过狭缝，当狭缝的方向与波质点振动方向垂直，波不能通过狭缝，该现象称为“偏振现象”。
2.横纵波特点.（偏振可以检验横波，不能检验纵波！）
（1）纵波：所有纵波都可以通过狭缝（振动方向与传播方向共线）
（2）横波：振动方向与狭缝平行时过，垂直不过，有夹角时，强度变弱。
讲授新课
一列纵波，以这列纵波的传播方向为轴，无论我们怎么旋转第二块木板，纵波都能通过。也就是说纵波不发生偏振现象。
光的偏振
讲授新课
光的偏振
横波能够发生偏振现象而纵波不能发生偏振现象，这就是横波与纵波的一个区别。光波是横波还是纵波 只要看它能否发生偏振现象就可以啦!
偏振片：偏振平由特殊材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，偏振方向与这个方向垂直的光不能通过，这个方向叫做“透振方向”。
讲授新课
光的偏振
1.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。
2.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。
3.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。
4.当有夹角时，仍可以透过部分光，但强度弱。
备注：自然光：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。这种光是“自然光”
讲授新课
光的偏振
偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动的光叫偏振光。
常见偏振光：
（1）自然光在水面、玻璃等表面的反射光和折射光。
（2）经过偏振器后的光
讲授新课
光的偏振
自然光与偏振光的比较
自然光 偏振光
不同点 光的 来源 直接从光源发出的光 自然光通过起偏器后的光或由某种介质反射或折射的光
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波的强度都相同 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某个特定方向（与起偏器透振方向一致）
相同点 不管是自然光还是偏振光，传播方向与振动方向一定垂直
光的偏振
讲授新课
光是一种横波,自然光射到两种介质的界面上，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。
讲授新课
除了太阳、电灯等光源直接发出的光以外，我们见到的绝大部分都是不同程度的偏振光，如自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光大部分都是偏振光。
光的偏振
讲授新课
偏振现象的应用
摄影：
讲授新课
汽车前玻璃和玻璃罩：
每辆车灯玻璃和司机前面的挡风玻璃上都安装一块偏振玻璃，而且透振方向与水平方向成450，确保能看到发出的光，去掉反射回来的光。
汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为了避免双方车灯的眩目，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。如驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45度角，那么，司机从前窗只能看到自已的车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，这样，汽车在夜间行驶时，即不用熄灯，也不用减速，可以保证安全行车。
偏振现象的应用
讲授新课
偏振现象的应用
讲授新课
偏振现象的应用
另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分散射光。
讲授新课
偏振现象的应用
立体电影：
两只镜片的透振方向相互垂直，（左眼与左放映机前透振方向一致，右眼与右放映机前透振方向一致；两眼看到画面略有差别。
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。
讲授新课
液晶显示
偏振现象的应用
液晶显示器就是利用偏振，在上下两片栅栏相互垂直的偏光板之间充满液晶，利用电场控制液晶的转动．不同的电场大小就会形成不同的灰阶亮度．
偏光太阳镜
在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。
讲授新课
激光的特点及应用
1、激光的概念、产生及特点
（1）概念：传播方向、偏振、相位等完全相同的光。是单色光、相干光。
（2）产生：只能有人工产生，自然界中不能发出激光。
（3）特点
相干性好：激光束具有高度的平行性和单色性，是最好的相干光，用作光源观察干涉、衍射，效果非常明显。光纤通讯、激光全息技术
平行度好：激光可以看成是不发散的。从地球发生到月球是，发散很弱。
用来测距、测速、信息存储和阅读
单色性强：光的颜色有频率决定，最理想的单色光。
亮度高：垂直光线的平面内发光功率大。应用：工业切割、焊接；医学“光刀”；利用强激光产生的高压引发核聚变。
讲授新课
激光的特点及应用
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。
与普通照相技术的比较：普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的相位信息。
A.使A和B同时转过90°，仍然一点光都看不到
B.仅使B转过90°过程中，看到光先变亮后变暗
C.仅使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮
D.仅使A转动时，始终看不到透射光
1、（多选）在图中，人眼隔着偏振片B、A去看一只发光的电灯泡S，一点透射光都看不到，那么，下列说法中正确的是（ ）
解析 人眼隔着检偏器B、起偏器A去看一只电灯泡S，无法看到透射光，说明两个偏振片正好相互垂直，现在同时转90°依然看不到，A正确；仅使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮，B错误，C正确；仅使A转动时，渐渐看到透射光，D错误。
当堂检测
当堂检测
2、(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
【正确答案】ABC
当堂检测
3、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
【正确答案】D
当堂检测
4、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
【正确答案】B
当堂检测
5、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
【正确答案】C
谢谢观看