高中物理第5章光的干涉衍射偏振第34節(jié)光的偏振激光與全息照相教學(xué)案魯科版

高中物理第5章光的干涉衍射偏振第3、4節(jié)光的偏振激光與全息照相教教學(xué)設(shè)計魯科版高中物理第5章光的干涉衍射偏振第3、4節(jié)光的偏振激光與全息照相教教學(xué)設(shè)計魯科版10/10高中物理第5章光的干涉衍射偏振第3、4節(jié)光的偏振激光與全息照相教教學(xué)設(shè)計魯科版第3、4節(jié)光的偏振__激光與全息照相1．光的偏振說明光是橫波，光的偏振應(yīng)用很多，如照相機鏡頭前的偏振濾光片和立體電影等。2．偏振片是一種特其他光學(xué)元件，只能讓某一方向的振動的光經(jīng)過。3．激光擁有有關(guān)性高、平行度好、亮度高的特點，在生活中的各個領(lǐng)域，激光都有廣泛的應(yīng)用。對應(yīng)學(xué)生用書P55光的偏振[自讀教材·抓基礎(chǔ)]1．自然光太陽、電燈等一般光源發(fā)出的光，在垂直于流傳方向的平面內(nèi)，光波可沿任何方向振動，光振動在平面內(nèi)是均勻分布的。2．偏振光自然光經(jīng)過偏振片(起偏器)此后，只有振動方向與“狹縫”方向一致的光波才能經(jīng)過。自然光經(jīng)過偏振片后，就能獲得偏振光。3．起偏器和檢偏器用于獲得偏振光的偏振片叫起偏器，用于檢查經(jīng)過起偏器的光是不是偏振光的偏振片叫檢偏器。偏振器的偏振化方向：偏振光能完好經(jīng)過的方向。4．偏振現(xiàn)象的應(yīng)用在照相機鏡頭前裝一偏振片，并合適旋轉(zhuǎn)偏振鏡片，能夠阻截偏振光，除掉或減弱圓滑物體表面的反光或亮斑。利用偏振光經(jīng)過受力的塑料或玻璃時，偏振化方向會發(fā)生變化，這一現(xiàn)象能夠檢查應(yīng)力的分布情況以及用于地震預(yù)告。立體電影，液晶顯示器，汽車擋風(fēng)玻璃等。[隨從名師·解疑難]1．偏振現(xiàn)象對橫波，只有狹縫的方向與橫波質(zhì)點的振動方向相同時，橫波才能毫無阻截地經(jīng)過狹縫；當(dāng)狹縫的方向與質(zhì)點的振動方向垂直時，橫波就不能夠經(jīng)過狹縫，這種現(xiàn)象叫做橫波的偏振，偏振是橫波特有的現(xiàn)象。2．自然光和偏振光的比較自然光偏振光光的直接從光源發(fā)出的光自然光經(jīng)過起偏器后的光本源在垂直于光的流傳方向的平面內(nèi)，光振在垂直于光的流傳方向的平面內(nèi)，光振光的振動沿某一特定方向(與起偏器的偏振化動沿所有方向，且沿各個方向振動的光動方向方向一致)強度都相同[特別提示]我們平時所看到的光，除直接從光源射來的光，其他多為偏振光。自然光經(jīng)鏡面反射后的反射光是偏振光。只有橫波才能發(fā)生偏振現(xiàn)象，光是橫波。[學(xué)后自檢]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小試身手)關(guān)于光的偏振，以下認(rèn)識正確的選項是()A．振動方向在平行于流傳方向的平面上，只沿特定方向振動的光是偏振光B．從電燈等光源直接發(fā)出的光自己就是偏振光C．經(jīng)過偏振片去看電燈發(fā)出的光，看到透射光明度無變化，說明透射光不是偏振光D．光的偏振現(xiàn)象令人們認(rèn)識到光是一種橫波剖析：選D由自然光和偏振光的關(guān)系可知A錯誤；平時我們看到的光，除直接從光源射來的光以外，幾乎都是偏振光，因此B錯誤；透過偏振片后的光必然是偏振光，因此錯誤；橫波只沿某一特定方向振動，因此D正確。

C激光與全息照相[自讀教材·抓基礎(chǔ)]1．激光及其應(yīng)用激光是原子受激輻射產(chǎn)生的。激光的三大特點分別是：單色性好、方向性強、亮度高。2．全息照相激光的應(yīng)用激光出生后的一個很重要的應(yīng)用是全息照相，它是應(yīng)用光的干涉來實現(xiàn)的。作為光源的激光被分為兩部分：一部分經(jīng)過凹透鏡發(fā)散后射到照相膠片上，另一部分射向一個平面鏡，經(jīng)反散后經(jīng)過另一個凹透鏡發(fā)散后射向被拍照的物體，該物體把光輝反射到照相膠片上，并與第一束光發(fā)生干涉，兩束光干涉的結(jié)果就在照相膠片上記錄下被拍攝物體的三維圖像信息，這就是全息照相。[隨從名師·解疑難]1．激光的特點及其應(yīng)用特點(與一般光對照)特點內(nèi)容應(yīng)用頻率單一，相差恒定，易發(fā)生干光纖通信有關(guān)性好光的干涉涉現(xiàn)象，可像無線電波相同調(diào)制激光全息照相激光的方向性特別好，是一束幾測距和追蹤目標(biāo)、DVD、CD唱片、平行度好乎不發(fā)散的平行光，能夠匯聚到計算機光盤很小的點上亮度高激光能在很小的空間、很短的時“光刀”激發(fā)核反應(yīng)間內(nèi)集中很大的能量1．全息照相與一般照相的差異全息照相一般照相原理不相同物理光學(xué)原理幾何光學(xué)原理記錄的是物光與參照光有關(guān)預(yù)的干透鏡成像在膠片上，只記錄下物光的記錄方法不相同涉條紋，同時記錄了物光的振幅和相光強信息位成像性質(zhì)不相同立體像平面像再現(xiàn)方法不相同用衍射方法再現(xiàn)直接成像在感光面上，沖洗后即能看到像[學(xué)后自檢

]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄

(小試身手

)全息照相利用了以下哪些原理

(

)A．小孔成像

B．光的折射C．光的衍射

D．激光是一種有關(guān)光剖析：選D激光是一種人工產(chǎn)生的有關(guān)光，它的頻率相同，偏振方向一致。全息照相就是利用參照光與物光的干涉，形成復(fù)雜的干涉條紋。因此只有D正確。對應(yīng)學(xué)生用書P56對光的偏振現(xiàn)象的觀察[典題例析]1．如圖5-3-1所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向，看不到光明，則()圖5-3-1①圖中a光為偏振光②圖中b光為偏振光③以SP為軸將B轉(zhuǎn)過180°后，在P處將看到光明④以為軸將B轉(zhuǎn)過90°后，在P處將看到光明SPA．①③B．①④C．②③D．②④[思路點撥]偏振片A為起偏器，B為檢偏器，當(dāng)、B透振方向平行時透過B的亮度A最大，垂直時沒有光透過。剖析：自然光沿各個方向發(fā)散是均勻分布的。經(jīng)過偏振片后，透射光是只沿著某一特定方向振動的光。從電燈直接發(fā)出的光為自然光，選項①錯誤；它經(jīng)過A偏振片后，即變成偏振光，選項②正確；設(shè)經(jīng)過A的光沿豎直方向振動，B偏振片只能經(jīng)過沿水平方向振動的偏振光，則P點無光明，將B轉(zhuǎn)過180°后，P處仍無光明，選項③錯誤；若將B轉(zhuǎn)過90°，則該偏振片將變成能經(jīng)過沿豎直方向振動的光的偏振片，則偏振光能經(jīng)過，即在P處有光B亮，選項④正確，故應(yīng)選D。答案：D[探規(guī)尋律]偏振片是由特別資料制成的，其“狹縫”用肉眼不能夠看見，它只贊同振動方向與“狹縫”平行的光波經(jīng)過。經(jīng)過偏振片后，自然光就變成了偏振光。自然光射到兩種介質(zhì)的交界面上，若是入射的方向合適，使反射光和折射光之間的夾角恰好是90°時，反射光和折射光就都是偏振光，且偏振方向相互垂直。[追蹤演練]如圖5-3-2所示，P是偏振片，P的偏振化方向(用不帶箭頭的實線表示)為豎直方向。以下四種入射光束中，哪一種照射P時不能夠在P的另一側(cè)觀察到透射光()圖5-3-2A．太陽光B．沿豎直方向振動的光C．沿水平方向振動的光D．沿與豎直方向成45°角振動的光剖析：選C依照光的偏振知識，只要光的振動方向不與偏振片的偏振化方向垂直，就有光能經(jīng)過偏振片。當(dāng)光的振動方向與偏振片的偏振化方向相同時，透射光最強，當(dāng)二者垂直時，光完好不能夠透過。當(dāng)二者間的夾角由0°至90°逐漸增加時，透射光逐漸減弱。太陽光、沿豎直方向振動的光、沿與豎直方向成45°角振動的光均能經(jīng)過偏振片。對激光的應(yīng)用的觀察[典題例析]2．以下說法中正確的選項是()A．偏振光能夠是橫波，也能夠是縱波B．由于激光的方向性好，因此激光不能夠發(fā)生衍射現(xiàn)象C．激光能夠像刀子相同切除腫瘤D．以上說法都不對剖析：光是一種橫波，偏振光也是橫波；激光也是光，因此擁有光波的特點，能夠發(fā)生衍射現(xiàn)象；激光有很多用途，可用來做手術(shù)，切除腫瘤。答案：C[探規(guī)尋律]激光的特點激光第一是光，依照光的所有規(guī)律，比方折射、反射、衍射、干涉等。激光是一種新式光源，擁有一般光源所不具備的特點，比方單色性好、方向性強、亮度高等。針對激光的每一個特點，都有很多方面的應(yīng)用。[追蹤演練]在演示雙縫干涉的實驗時，常用激光做光源，這主若是應(yīng)用激光的什么特點()A．亮度高

B．平行性好C．單色性好

D．顛簸性好剖析：選

C

頻率相同的兩束光相遇才能發(fā)生干涉，激光的單色性好，頻率單一，經(jīng)過雙縫時能夠獲得兩束有關(guān)光，故本題的正確選項是C。對應(yīng)學(xué)生用書P57[課堂雙基落實]1．關(guān)于自然光和偏振光，以下見解正確的選項是()A．自然光能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，而偏振光卻不能夠B．只有自然光透過偏振片才能獲得偏振光C．自然光只能是白色光，而偏振光不能夠是白色光D．自然光和偏振光都能使感光底片感光剖析：選D光振動沿各個方向均勻分布的光就是自然光，而振動沿著特定方向的光就是偏振光，但自然光和偏振光都能發(fā)生干涉、衍射，因此A錯；光的偏振現(xiàn)象其實不罕有，除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們平時看到的絕大部分光，都是偏振光，因此B錯；光的顏色由光的頻率決定，與光的振動方向沒關(guān)，因此C錯；自然光和偏振光都擁有能量，都能使感光底片感光。2．以下哪些現(xiàn)象能夠說明光波是橫波

(

)A．光的干涉

B．光的偏振C．光的色散

D．光的反射剖析：選

B

光的干涉表示光的顛簸性，即光是一種波，選項

A錯；光的偏振表示光是橫波，由于只有橫波能發(fā)生偏振現(xiàn)象，

選項

B正確；光的色散可表示光是單色光還是復(fù)色光，選項

C錯；光的反射不能夠說明什么問題，選項

D錯。3．激光擁有有關(guān)性好、平行度好、亮度高等特點，在科學(xué)技術(shù)和平時生活中應(yīng)用廣泛。下面關(guān)于激光的表達(dá)正確的選項是()A．激光是縱波B．頻率相同的激光在不相同介質(zhì)中的波長相同C．兩束頻率不相同的激光能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D．利用激光平行度好的特點能夠測量月球到地球的距離剖析：選

D電磁波是橫波，

A項錯；光在不相同介質(zhì)中流傳速度不相同，波長也不相同，

B項錯；有關(guān)光的條件是頻率相同，

C項錯，

D項正確。4．如圖

5-3-3

所示，讓太陽光經(jīng)過

M上的小孔

S后照射到

M右方的一偏振片

P上，P的右側(cè)再放一光屏

Q，現(xiàn)使

P繞著平行于光流傳方向的軸勻速轉(zhuǎn)動一周，則關(guān)于光屏

Q上光的亮度變化情況，以下說法中正確的選項是

(

)圖5-3-3A．只有當(dāng)偏振片轉(zhuǎn)到某一合適地址歲月屏被照亮，其他地址歲月屏上無亮光B．光屏上亮、暗交替變化C．光屏上亮度不變D．光屏上只有一條亮線隨偏振片轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動剖析：選C自然光在各方向的振動強度是相同的，當(dāng)偏振片轉(zhuǎn)動時。自然光透過偏振片的光的強度其實不發(fā)生變化。[課下綜合檢測](時間：30分鐘滿分：50分)一、選擇題(共6小題，每題5分，共30分，每題只有一個選項正確。)1．關(guān)于偏振光的以下說法正確的選項是()A．自然光就是偏振光B．單色光就是偏振光C．沿著一個特定方向流傳的光叫偏振光D．沿著一個特定方向振動的光叫偏振光剖析：選

D

自然光和偏振光的根本差異是前者包含著沿任意方向

(垂直光流傳方向

)振動的光，而且沿各個方向振動的光波強度相同，而偏振光只有沿著某一特定方向振動的光，與光的顏色沒關(guān)。2．如圖

1所示，讓太陽光或白熾燈光經(jīng)過偏振片

P和

Q，以光的流傳方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片

P或

Q，能夠看到透射光的強度會發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象，這個實驗表示

(

)圖

1A．光是電磁波

B．光是一種橫波C．光是一種縱波

D．光是概率波剖析：選B偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象，題中實驗表示光是一種橫波，故應(yīng)選B。－9分子進(jìn)行超微型基因修復(fù)，把到此刻令人無奈的癌癥、遺傳疾病完好除掉，以上功能是利用了激光的

(

)A．單色性好C．粒子性

B．顛簸性好D．高能量剖析：選D激光的平行度好，故可聚焦到很小的范圍；激光的亮度高、能量大，故可修復(fù)器官。4．在拍攝日落時水面下的光景時，應(yīng)在照相機鏡頭前裝一偏振片，其目的是()A．減弱反射光，從而使情形清楚B．增強反射光，從而使情形清楚C．增強入射光，從而使情形清楚D．減弱入射光，從而使情形清楚剖析：選A本題觀察偏振的應(yīng)用。由于反射光的攪亂，光景的像常常比較模糊，裝上偏振片的目的是減弱反射光，且透振方向與反射光的振動方向垂直，但不能夠增強透射光。5．以下說法中正確的選項是()A．光的反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象說明光是橫波B．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波C．激光經(jīng)過狹縫時不能能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象D．應(yīng)用光的偏振技術(shù)觀看立體電影剖析：選D光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波，光的反射和折射現(xiàn)象不能夠說明光是橫波或縱波，A、B項全錯；激光經(jīng)過狹縫時可能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，C項錯；應(yīng)用光的偏振技術(shù)觀看立體電影，D項正確。6.(江蘇高考)如圖2所示，白熾燈的右側(cè)依次平行放置偏振片P和，A點位于、QPQ之間，B點位于Q右側(cè)。旋轉(zhuǎn)偏振片P，A、B兩點光的強度變化情況是()圖2A．A、B均不變B．A、B均有變化C．A不變，B有變化D．A有變化，B不變剖析：選C因白熾燈發(fā)出的光為自然光，含各個方向的偏振光，且各個方向的偏振光的強度都相同，偏振片

P和

Q都只贊同特定方向的偏振光經(jīng)過，

無論偏振片

P旋轉(zhuǎn)到任何位置都有光輝經(jīng)過，而且強度不變，因此

A點的光的強度不變，當(dāng)自然光經(jīng)過偏振片

P后變成偏振光，再經(jīng)過偏振片

Q，旋轉(zhuǎn)偏振片

P，當(dāng)偏振片

P和

Q贊同經(jīng)過的方向相同，則

B點最亮，當(dāng)偏振片

P和

Q贊同經(jīng)過的方向垂直時，

B點最暗，因此

B點光的強度會發(fā)生變化。所以只有

C正確。二、非選擇題

(共

2小題，共

20分)7．(10

分)一臺激光器，它的功率為

P，若是它發(fā)射出的單色光在空氣中的波長為

λ，則這束單色光的頻率是

______，它在時間

t

內(nèi)輻射的光能為

________；若是已知這束單色光在某介質(zhì)中的流傳速度為

v，那么這束單色光從該介質(zhì)射向真空中發(fā)生全反射時的臨界角為________。剖析：依照

c＝λ

f

可得這束光的頻率為

f＝λc，激光器在

t

時間內(nèi)做的功

W＝Pt

轉(zhuǎn)變c為光能。這束單色光對該介質(zhì)的折射率

n＝v，設(shè)它從該介質(zhì)射向真空中發(fā)生全反射時的臨1vv界