4.6光的偏振+激光+課件【高效課堂精研】高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

新人教版選擇性必修一第四章

光4.6《光的偏振》

在觀看立體電影時(shí)，觀眾要戴上特制的眼鏡，如果不戴這副眼鏡，銀幕上的圖像就模糊不清了。這是為什么？光的干涉、衍射光具有波動(dòng)性思考：那么光是橫波，還是縱波呢？一、偏振1.偏振：橫波的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。不同的橫波，即使傳播方向相同，振動(dòng)方向也可能不同，這種現(xiàn)象叫做“偏振現(xiàn)象”2.狹縫對(duì)橫波、縱波的影響：偏振現(xiàn)象偏振現(xiàn)象一、偏振1.偏振：橫波的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。不同的橫波，即使傳播方向相同，振動(dòng)方向也可能不同，這種現(xiàn)象叫做“偏振現(xiàn)象”2.狹縫對(duì)橫波、縱波的影響：（1）縱波能自由通過(guò)狹縫（2）對(duì)于橫波，縫向與振向相同時(shí)，則毫無(wú)阻礙通過(guò)；當(dāng)縫向與振動(dòng)垂直時(shí)，則不能通過(guò)。光到底是橫波還是縱波？偉大的物理學(xué)家惠更斯最早提出光是縱波，托馬斯·楊認(rèn)為光是一種橫波，但在當(dāng)時(shí)他們都缺乏充足的證據(jù)證明自己的觀點(diǎn)?；莞固岢龉馐强v波托馬斯·楊認(rèn)為光是一種橫波二.光的偏振1.偏振片：一種由高分子薄膜制成的光學(xué)器件，每個(gè)偏振片都有一個(gè)特定的方向，只有沿著這個(gè)方向振動(dòng)的光波才能通過(guò)偏振片，振動(dòng)方向與這個(gè)方向垂直的光不能通過(guò)偏振片，這個(gè)方向叫做“透振方向”。實(shí)物示意圖箭頭表示透振方向2.自然光：太陽(yáng)以及日光燈、發(fā)光二極管等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿著一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同，這種光是自然光。3.偏振光：通過(guò)偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，沿著某個(gè)特定的方向振動(dòng)，這種光叫做偏振光。光的偏振光的偏振4.觀察光的偏振（1）用兩片偏振片觀察自然光，當(dāng)兩偏振片的“狹縫”平行時(shí)，光屏上仍有亮光（2）當(dāng)兩偏振片的“狹縫”互相垂直時(shí)，透射光的強(qiáng)度幾乎為零。5.偏振光的產(chǎn)生方式（1）讓自然光通過(guò)偏振片即可產(chǎn)生偏振光（2）自然光在玻璃、水面木制桌面等表面反射或折射時(shí)，反射光和折射光都是偏振光.光的偏振光的偏振光的偏振——布儒斯特角三、偏振現(xiàn)象的應(yīng)用

1、攝影：拍攝水下的魚(yú)、櫥窗里陳列的照片時(shí)，由于反射光的干擾，會(huì)使景象不清晰，如果在鏡頭前安裝一片偏振濾光片，可使反射來(lái)的偏振光不能進(jìn)入照相機(jī)內(nèi)，從而拍出清晰的照片。用偏光鏡消除了反射偏振光使玻璃門內(nèi)的人物清晰可見(jiàn)玻璃門表面的反光很強(qiáng)鏡頭未加偏振片時(shí)拍攝的花鏡頭加偏振片時(shí)拍攝的花用偏光鏡拍攝水底2、汽車擋風(fēng)玻璃

夜間行駛時(shí)，迎面開(kāi)來(lái)汽車的車燈眩光使司機(jī)看不清路面。如在車燈的玻璃上和司機(jī)前面的擋風(fēng)玻璃上都裝有偏振片，使它們的偏振方向都沿同一方向并與水平面成45度角，那么，司機(jī)從前窗只能看到自已的車燈發(fā)出的光，而看不到對(duì)面車燈的光，這樣，汽車在夜間行駛時(shí)，即不用熄燈，也不用減速，可以保證安全行車。未裝偏振照明燈的情景安裝偏振照明燈的情景另外，在陽(yáng)光充足的白天駕駛汽車，從路面或周圍建筑物的玻璃上反射過(guò)來(lái)的耀眼的陽(yáng)光，常會(huì)使眼睛睜不開(kāi)。由于光是橫波，所以這些強(qiáng)烈的來(lái)自上空的散射光基本上是水平方向振動(dòng)的。因此，只需帶一副只能透射豎直方向偏振光的偏振太陽(yáng)鏡便可擋住部分散射光。3、立體電影在兩架放映機(jī)前裝有一塊偏振片，其透振方向互相垂直。觀眾所戴的偏振眼鏡的兩只鏡片透振方向互相垂直，且左鏡片跟左邊放映機(jī)前偏振片的透振方向一致，右鏡片跟右邊放映機(jī)前偏振片的透振方向一致，當(dāng)畫面經(jīng)過(guò)偏振眼鏡時(shí)，由于偏振式眼鏡的每只鏡片只能接收一個(gè)偏振方向的畫面，這樣一來(lái)人的左右眼就會(huì)收到兩組畫面，最后經(jīng)過(guò)大腦合成立體影像。四、激光的特點(diǎn)及其應(yīng)用1.激光（1）激光：傳播方向、頻率、偏振（振動(dòng)方向）、相位等性質(zhì)完全相同的光。激光是相干光，激光是人工產(chǎn)生的光。（2）產(chǎn)生：普通光是原子自發(fā)輻射產(chǎn)生的，不同頻率、偏振、相位的光向各個(gè)方向傳播。而激光是由受激輻射產(chǎn)生的。四、激光的特點(diǎn)和應(yīng)用激光是相干光，普通光是非相干光！特點(diǎn)1：相干性好——頻率相同、相位差恒定、偏振方向一致探究實(shí)驗(yàn)1：用普通光和激光分別照射雙縫，讓透過(guò)雙縫的光照在放置較遠(yuǎn)的光屏上，看看觀察到的現(xiàn)象有什么不同？四、激光的特點(diǎn)及其應(yīng)用相干性：激光是一種人工產(chǎn)生的相干光。相干性應(yīng)用：光纖通訊、激光全息技術(shù)探究實(shí)驗(yàn)2：將激光和普通光同時(shí)照到光屏上，先讓光屏靠近光源，再逐漸遠(yuǎn)離，對(duì)比觀察光斑大小的變化。特點(diǎn)2：平行度好1962年，人類第一次使用激光照射月球，月球距離地球約38萬(wàn)千米，但激光在月球表面的光斑直徑不到兩千米。應(yīng)用：測(cè)距、測(cè)速、信息存儲(chǔ)和閱讀平行度非常好：從地面上發(fā)射的一束極細(xì)的激光束，到達(dá)月球表面時(shí)，也只發(fā)散成直徑lm多的光斑，因此激光在地面上傳播時(shí)，可以看成是不發(fā)散的。手持式雷達(dá)測(cè)速儀手提激光測(cè)距儀特點(diǎn)3：激光亮度可達(dá)太陽(yáng)表面亮度的十億倍！亮度極高——能在很小的空間和很短的時(shí)間內(nèi)集中很大的能量亮度高：所謂亮度，是指垂直于光線平面內(nèi)單位面積上的發(fā)光功率，自然光源亮度最高的是太陽(yáng)，而目前的高功率激光器，亮度可達(dá)太陽(yáng)的1萬(wàn)倍。應(yīng)用：工業(yè)切割、焊接；醫(yī)學(xué)“光刀”；利用強(qiáng)激光產(chǎn)生的高壓引發(fā)核聚變。氧化熔化激光切割激發(fā)核聚變?nèi)⑼队叭⒄障?/p>

“全息”的意思為“全部信息”，即相對(duì)于只記錄物體的明暗變化的普通攝影來(lái)說(shuō)，激光全息攝影還能記錄物體的空間變化。(1)與普通照相技術(shù)的比較：普通照相技術(shù)所記錄的只是光波的強(qiáng)弱信息，而全息照相技術(shù)還記錄了光波的相位信息。(2)原理：全息照相的拍攝利用了光的干涉原理，使參考光和物光在底片上相遇，發(fā)生干涉，形成復(fù)雜的干涉條紋。這要求參考光和物光必須具有很高的相干性。(3)觀察全息照片時(shí)要用激光照射照片，從另一側(cè)面觀察。參考光照相底片反射光物光物同一激光束被分成兩束，參考光直接照到底片上，物光也到達(dá)底片。兩者干涉，在底片上形成復(fù)雜的干涉條紋，各點(diǎn)的明暗程度反映了疊加的加強(qiáng)