2020-2021学年高中物理新教材鲁科版选择性必修第一册学案：第5章 第4节　光的偏振 第5节　激光与全息照相 Word版含解析

1、第4节光的偏振第5节激光与全息照相学习目标：1.物理观念了解光的偏振现象，知道光是横波2.科学思维了解偏振光和自然光的区别，知道偏振光在实际生活中的应用3.科学态度与责任了解激光的特点及其应用一、光的偏振1偏振现象(1)偏振：横波只沿着某一个特定的方向振动的现象(2)偏振片和透振方向偏振片是只让某一方向振动的光通过的一种光学元件通常把这个透光方向称为偏振片的透振方向(3)光的偏振现象说明，光是一种横波(4)自然光在垂直于传播方向的平面内，光波可沿任何方向振动，光振动在平面内的分布是大致均匀的，这样的光称为自然光(5)偏振光让自然光通过偏振片，就能获得偏振光(6)起偏器和检偏器用于获得偏振光的偏

2、振片叫起偏器，用于检查通过起偏器的光是不是偏振光的偏振片叫检偏器2偏振现象在生产生活中的应用偏振现象的主要应用有偏振镜、立体电影、地震预报等二、激光与全息照相1激光及其特性(1)激光器产生激光的装置(2)激光及特性激光是原子受激辐射产生的光，激光光束中所有光子的频率一致、相位一致、偏振方向一致、传播方向一致，所以激光具有单色性好、相干性好、方向性好、亮度高等特点2激光的应用(1)激光音乐喷泉(2)激光扫描条形码(3)激光测量(4)激光治疗3全息照相全息照相是应用光的干涉实现的作为光源的激光被分成两部分：一部分通过凹透镜发散后射至胶片上；另一部分射向一个平面镜，经反射后通过另一个凹透镜发散后射向

3、被拍摄的物体该物体把光反射到胶片上，并与第一束光发生干涉，两束光干涉的结果就在胶片上记录下被拍摄物体的三维图像信息，这就是全息照片1思考判断(正确的打“”，错误的打“×”)(1)自然光是偏振光(×)(2)光的偏振现象说明光是横波()(3)激光是人工产生的相干光，其单色性好、相干性好()(4)探照灯的光束就是激光(×)2(多选)对于激光的认识，以下说法正确的是()a普通光源发出的光都是激光b激光是自然界普遍存在的一种光c激光是一种人工产生的相干光d激光已经深入我们生活的各个方面cd普通光源不能产生激光，a错误；激光要通过人工控制才能产生，b错误，c正确；激光具有单色

4、性好、相干性好、方向性好、亮度高的特点，已深入我们生活各个方面，d正确3(多选)一束自然光通过起偏器照射到光屏上，则图中光屏上发亮的有(起偏器上用箭头表示其透射方向)()abd自然光通过起偏器后成为偏振光，当偏振光的振动方向与起偏器的透振方向平行时能够通过，否则不能通过，所以a、b、d正确激光激光作为一种人造光源在科研、通讯、工业生产、军事科技等领域都有着广泛应用，如激光干涉仪、激光切割机、激光炮等激光的应用如此广泛，激光到底具有哪些特性？激光干涉仪激光切割机激光炮提示：激光具有单色性好、相干性好、方向性好、亮度高等特点激光的特性及应用特点(与普通光相比)特点内容应用单色性好相干性好频率单一，

5、相位差恒定，易发生干涉现象，可像无线电波一样调制激光全息照相、光纤通信、光的干涉方向性好激光的方向性非常好，是一束几乎不发散的平行光，可以会聚到很小的点上测距和跟踪目标、cd唱片、计算机光盘亮度高激光能在很小的空间、很短的时间内集中很大的能量“光刀”、激发核反应【例1】关于激光的应用，下列说法正确的是()a全息照片拍摄是利用了激光的全反射原理b利用激光是相干光，可以用在雷达上进行精确的测距c由于激光平行度好，它能像无线电波那样被调制，用来传递信息d利用激光亮度高，可以用在医学上做光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜d全息照片拍摄是利用了激光的频率单一，相干性好，能够产生明显的干涉，故a错误；利

6、用激光平行度好，可以用在雷达上进行精确的测距，故b错误；利用激光相干性好，它能像无线电波那样被调制，用来传递信息，故c错误；利用激光光强度大、能量集中，可以用在医学上做光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜，故d正确1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“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，方向性好故b正确光的偏振如图所示是立体电影中的图片为什么立体电影会产生如此神奇的效果？提示：在观看立体电影时，观众要戴上一副特制的眼镜，这副眼镜就是一

7、对透振方向相互垂直的偏振片1偏振现象对于横波通过狭缝的情况，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能无阻碍地通过狭缝，而当狭缝的方向与横波质点的振动方向垂直时，横波不能通过狭缝，说明偏振是横波特有的现象2自然光与偏振光的区别自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后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强度都相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某一特定方向(与起偏器透振方向一致)【例2】(多选)在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片p和q，在q的后边放上光屏，如图所示，则下列说法正确的是()aq不动，旋

8、转偏振片p，屏上光的亮度不变bq不动，旋转偏振片p，屏上光的亮度时强时弱cp不动，旋转偏振片q，屏上光的亮度不变dp不动，旋转偏振片q，屏上光的亮度时强时弱思路点拨：该题可按如下思路分析：太阳光是自然光振动方向与偏振片的透振方向相同的光透过两平行偏振片的透振方向平行时透光最多，垂直时不透光bdp是起偏器，它的作用是把太阳光(自然光)转变为偏振光，该偏振光的振动方向与p的透振方向一致，所以当q与p的透振方向平行时，通过q的光强最大；当q与p的透振方向垂直时通过q的光强最小，即无论旋转p或q，屏上的光强都是时强时弱关于“偏振”的几个注意事项(1)偏振片是由特定的材料制成的，每个偏振片都有一个特定的

9、方向，这个方向叫作“透振方向”，只有沿透振方向振动的光才能通过偏振片(2)偏振片上的“狭缝”表示透振方向，而不是真实狭缝(3)光的偏振现象说明光是一种横波(4)自然光透过偏振片可以变成偏振光(5)当偏振片的偏振方向与光的偏振方向夹角不同时，透过偏振片的光的强度不同2关于自然光和偏振光，下列观点正确的是()a自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能b只有自然光透过偏振片才能获得偏振光c自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光d自然光和偏振光都能使感光底片感光d振动沿各个方向均匀分布的光是自然光，而振动沿着特定方向的光是偏振光，但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射，所以a错；光的偏振现象并不罕见，

10、除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光，所以b错；光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向无关，所以c错；自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光，d正确1物理观念：光的偏振、激光2科学思维：偏振光与自然光的区别、激光的特性3科学态度与责任：立体电影、全息照相.1(多选)关于自然光和偏振光，以下说法正确的是()a自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同b偏振光是垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光c自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光d太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光b

11、d自然光沿各振动方向的光波的强度相同，a错误；偏振光在垂直于传播方向上，只沿某一特定方向振动，b正确；自然光透过偏振片后成为偏振光，偏振光透过偏振片后不能还原为自然光，c错误；太阳、电灯等普通光源发出的是自然光，d正确2在拍摄日落时水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是()a减弱反射光，从而使景物的像清晰b增强反射光，从而使景物的像清晰c增强透射光，从而使景物的像清晰d减弱透射光，从而使景物的像清晰a由于反射光的干扰，景物的像常常比较模糊，装上偏振片的目的是减弱反射光，且透振方向与反射光的振动方向垂直，但不能增强透射光32016年，科学家利用激光干涉方法探测到由于引力波引起的干

12、涉条纹的变化，这是引力波存在的直接证据关于激光，下列说法中正确的是()a激光是自然界中某种物质直接发光产生的，不是偏振光b激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉c用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到等间距的光环d激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图像的信息d激光是人造光，也是偏振光，故a错误；激光相干性好，只有频率相同的两束激光才会发生干涉，故b错误；用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到衍射条纹，间距不等，故c错误；激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图像的信息，故d正确4将两个偏振片紧靠在一起，把它们放在一盏灯(自然光)前面，眼睛透过偏振片看到灯光很微弱如果将其中一个偏振片旋转180°，在旋转过程中会观察到的现象是()a灯光逐渐增强，然后又逐渐减弱b灯光逐渐增强，然后减到零c灯光逐渐增强，没有变弱现象d灯光逐渐增强，再减弱，然后又增强到较亮a起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过；偏振方向平行时，光强达到最大当其中一个偏振片转动180°的过程中，两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光强先增强，然后又逐渐减弱故a正确，b、c、d错误5应用激光平行性好的特性，可以精确地测量距离对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与收到反射脉冲的