4-6-光的偏振-激光(人教版2019版選擇性必修第一冊)-(原卷版)

4.6光的偏振激光學(xué)習(xí)目標(biāo)：1．了解偏振現(xiàn)象,知道只有橫波才有偏振現(xiàn)象。2．知道自然光與偏振光的區(qū)別。能運用偏振知識來解釋生活中一些常見的光學(xué)現(xiàn)象。重點：偏振光和自然光的區(qū)別。難點：偏振光的應(yīng)用。知識點一、偏振現(xiàn)象1．定義：如在波的傳播方向上放一有狹縫的木板，不論狹縫方向如何，縱波都能自由通過狹縫；而對橫波，只有橫波質(zhì)點的振動方向與狹縫的方向相同時，橫波才能毫無阻礙地通過狹縫；當(dāng)質(zhì)點的振動方向與狹縫的方向垂直時，橫波就不能通過狹縫，這種現(xiàn)象叫做偏振。如圖所示。2．橫波獨有的特征：偏振現(xiàn)象是橫波所特有的，故利用偏振現(xiàn)象可判斷一列波是橫波還是縱波。3．光的偏振（1）光屬于電磁波，是橫波，因此光具有偏振性。（2）偏振光的獲得①偏振片：偏振片由特定的材料制成，每個偏振片都有一個特定的方向，只有沿著某個特定方向振動的光波才能順利通過偏振片，這個方向叫作“透振方向”。②自然光：太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿著各個方向振動的光波的強度都是均勻的，不顯示偏振性③偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿著某個特定的方向振動的光。【題1】關(guān)于偏振現(xiàn)象，下列說法正確的是A．所有單色光都是偏振光

B．一切光和波都能發(fā)生偏振現(xiàn)象C．偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象

D．光的振動方向與偏振片的透振方向平行時，光完全不能通過偏振片【題2】縱波不可能產(chǎn)生的現(xiàn)象是A．偏振現(xiàn)象B．折射現(xiàn)象C．干涉現(xiàn)象D．衍射現(xiàn)象【題3】關(guān)于偏振現(xiàn)象，下列說法正確的是A．所有單色光都是偏振光

B．一切光和波都能發(fā)生偏振現(xiàn)象C．偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象

D．光的振動方向與偏振片的透振方向平行時，光完全不能通過偏振片④偏振光的獲得：第一、利用偏振片來獲得偏振光，讓自然光通過偏振片，如圖所示，當(dāng)自然光通過偏振片時，就會變成在某一方向上振動的光。第二、自然光射到兩種介質(zhì)的交界面上，使反射光和折射光之間的夾角恰好是90°，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直。第三、平時我們所看到的光，除直接從光源射來的以外都是偏振光。（3）起偏器與檢偏器：自然光通過偏振片后，變?yōu)槠窆?，前面的偏振片稱為起偏器，后面的偏振片稱為檢偏器，偏振光的振動方向與偏振片的透振方向是否一致影響著透射光的強度，當(dāng)兩者平行時，透射光光強最大，當(dāng)兩者垂直時，透射光的光強最小?！绢}4】如圖所示，放置偏振片P和Q，A點位于P、Q之間，B點位于Q右側(cè)．旋轉(zhuǎn)偏振片P和Q，A、B兩點光的強度變化情況是A．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【題5】如圖所示，兩光屏間放有兩個偏振片，它們四者平行共軸，現(xiàn)讓太陽光沿軸線通過光屏M上的小孔照射到固定不動的偏振片P上，再使偏振片Q繞軸勻速轉(zhuǎn)動一周，則光屏上光的亮度變化情況，下列說法中正確的是A．光屏上光的亮度保持不變B．光屏上光的亮度會時亮?xí)r暗C．光屏上有兩條與偏振片P、Q透振方向?qū)?yīng)的亮線D．光屏上只有一條亮線隨偏振片轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動【題6】如圖所示，S為一點光源，P、Q是偏振片，R是一光敏電阻，R1、R2是定值電阻，電流表和電壓表均為理想電表，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r.則當(dāng)偏振片Q由圖示位置轉(zhuǎn)動90°的過程中，電流表和電壓表的示數(shù)變化情況為A．電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變小B．電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變大C．電流表的示數(shù)變小，電壓表的示數(shù)變大D．電流表的示數(shù)變小，電壓表的示數(shù)變小4．自然光與偏振光的比較自然光（非偏振光）偏振光光的來源直接從光源發(fā)出的光自然光通過起偏器后的光光的振動方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿所有方向，且沿各個方向振動的光強度都相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿某一特定方向（與起偏器的偏振方向一致）相同點不管是自然光還是偏振光，傳播方向與振動方向一定垂直【特別提醒】（1）偏振現(xiàn)象在生活中非常普遍，并不是只有自然光通過偏振片后才變?yōu)槠窆?，生活中除光源直接發(fā)出的光外，我們看到的絕大部分光都是偏振光，如自然光射到水面時的反射和折射光線，尤其是二者互相垂直時，都是典型的偏振光，并且是完全偏振光，振動方向相互垂直。（2）只有橫波才能發(fā)生偏振現(xiàn)象，光是橫波?！绢}8】（多選）關(guān)于自然光和偏振光，以下說法正確的是A．自然光包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，但是沿各個方向振動的光波的強度可以不相同B．偏振光是在垂直于傳播方向的平面上，只沿著某一特定方向振動的光C．自然光透過一個偏振片后就成為偏振光，偏振光經(jīng)過一個偏振片后又還原為自然光D．太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光都是自然光4．偏振光的應(yīng)用（1）攝影技術(shù)中的應(yīng)用：由于水或玻璃表面的反射光的干擾，常使景像不清楚，如果在照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片，讓它的透振方向與反射光的偏振方向垂直，就可以減弱反射光而使景像清晰。（2）偏振片在汽車擋風(fēng)玻璃上的應(yīng)用：在夜間行車時，迎面開來的車燈眩光常常使司機看不清路面，容易發(fā)生事故。如果在每輛車燈玻璃上和司機坐席前面的擋風(fēng)玻璃上安裝一塊偏振片，并使它們的透振方向跟水平方向成45°角，就可以解決這一問題。（3）立體電影：立體電影也是利用了光的偏振原理。【題9】在拍攝日落時分水面下的景物時，應(yīng)在照相機鏡頭前裝一個偏振片，其目的是A．減少陽光在水面上的反射光B．阻止陽光在水面上的反射光進入照相機鏡頭C．增強光由水面射入空氣中的折射光進入鏡頭的強度D．減弱光由水面射入空氣中的折射光進入鏡頭的強度【題10】如圖所示是一種利用光纖溫度傳感器測量溫度的裝置，一束偏振光射入光纖，由于溫度的變化，光纖的長度、芯徑、折射率發(fā)生變化，從而使偏振光的透振方向發(fā)生變化，光接收器接收的光強度就會變化。設(shè)起偏器和檢偏器透振方向相同，關(guān)于這種溫度計的工作原理，正確的說法是A．到達(dá)檢偏器的光的透振方向變化越小，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度變化越大B．到達(dá)檢偏器的光的透振方向變化越大，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度變化越大C．到達(dá)檢偏器的光的透振方向變化越小，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度變化越小D．到達(dá)檢偏器的光的透振方向變化越大，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度變化越小【題11】（多選）關(guān)于立體電影，以下說法正確的是A．觀眾戴上特制眼鏡是為了防止傷害眼睛B．這副眼鏡其實就是一對偏振方向互相垂直的偏振片C．戴上特制眼鏡的觀眾若只用一只眼睛看，則銀幕上只是一片光亮而無圖像D．產(chǎn)生立體視覺是因為人的兩只眼睛同時觀察物體時，形成的在視網(wǎng)膜上的像并不完全相同知識點二、激光1．產(chǎn)生：激光是原子受激輻射產(chǎn)生的光，發(fā)光的方向、頻率、偏振方向均相同，兩列相同激光相遇可以發(fā)生干涉。激光是人工產(chǎn)生的相干光。2．特點（1）相干性好：所謂相干性好，是指容易產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。普通光源發(fā)出的光（即使是所謂的單色光）頻率是不一樣的，而激光器發(fā)出的激光的頻率幾乎是單一的，并且滿足其他的相干條件。所以，現(xiàn)在我們做雙縫干涉實驗時，無需在雙縫前放一個單縫，而是用激光直接照射雙縫，就能得到既明亮又清晰的干涉條紋。利用相干光易于調(diào)制的特點傳輸信息，所能傳遞的信息密度極高，一條細(xì)細(xì)的激光束通過光纜可以同時傳送一百億路電話和一千萬套電視，全國人民同時通話還用不完它的通訊容量。光纖通信。（2）平行度非常好：與普通光相比，傳播相同距離的激光束的擴散程度小，光線仍能保持很大的強度，保持它的高能量，利用這一點可以精確測距。現(xiàn)在利用激光測量地月距離精確度已達(dá)到1m。精確的測距；讀取光盤上記錄的信息等（3）亮度非常高：它可以在很小的空間和很短的時間內(nèi)集中很大的能量。如果把強大的激光束會聚起來，可使物體被照部分在千分之一秒的時間內(nèi)產(chǎn)生幾千萬度的高溫。用激光束切割、焊接、醫(yī)學(xué)上可以用激光做“光刀”；激發(fā)核反應(yīng)等（4）激光單色性很好：激光的頻率范圍極窄，顏色幾乎是完全一致的?！绢}12】納米科技是跨世紀(jì)新科技，使激光束的寬度在納米級范圍內(nèi)，可恢復(fù)人體已損壞的器官，對DNA分子進行超微型基因修復(fù)，把至今尚令人類無奈的癌癥徹底根除，這主要是利用激光的A．單色性B．方向性C．高能量D．偏振性【題13】（多選）激光被譽為“