2024版高中同步新教材选择性必修第一册人教版物理 第四章 光 第6节 光的偏振 激光

1.偏振现象:不同的横波,即使传播方向相同,振动方向也可能是不同的。这个现象称为“偏

振现象”。2.偏振方向:横波的振动方向称为“偏振方向”。6

光的偏振激光必备知识清单破1|偏振知识点1.光的干涉和衍射现象说明光具有波动性,光的偏振现象说明光是横波。2.偏振片:偏振片由特定的材料制成,每个偏振片都有一个特定的方向,沿着这个方向振动的

光波能顺利通过偏振片,偏振方向与这个方向垂直的光不能通过,这个方向叫作“透振方向”。2|光的偏振知识点3.自然光:太阳以及日光灯、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”。4.偏振光(1)自然光通过偏振片时,只有振动方向与偏振片的透振方向一致的光波才能顺利通过。也

就是说,通过偏振片的光波,在垂直于传播方向的平面上,沿着某个特定的方向振动。这种光叫作偏振光。(2)除了从太阳、白炽灯等光源直接发出的光以外,通常看到的绝大部分光,都是不同程度

的偏振光。自然光在玻璃、水面等表面反射时,反射光和折射光都是偏振光,入射角变化时

偏振的程度也有变化。1.摄影技术中的应用;2.汽车挡风玻璃上的应用;3.液晶显示器上的应用;4.立体电影中的应用。3|偏振现象的应用知识点1.激光的特点(1)相干性:只有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光才是相干光。激光是一种人工

产生的相干光,具有高度的相干性。(2)平行度好:在传播很远的距离后,激光仍能保持一定的强度。(3)亮度高:激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。4|激光的特点与应用知识点2.激光的应用激光能像无线电波那样被调制,用来传递信息。精确测距、计算机中的光储存技术,应

用了它平行度好的特点。工业上的切割和焊接、医学上的“焊接”,应用了激光亮度高的

特点。1.自然光是在垂直于传播方向的平面上只沿着某个特定的方向振动吗?2.全息照相技术是利用激光平行度好的特点吗?3.激光能像无线电波那样用来传递信息吗?知识辨析一语破的1.不是。自然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。在垂直于传播方向的平面上只沿着某个特定的方向振动的光是偏

振光。2.不是。全息照相技术利用了激光相干性好的特点。3.能。激光具有电磁波的一切性质,可以用来传递信息。1.狭缝对横波、纵波的影响(1)如果在纵波的传播方向上放一块带有狭缝的木板,不管狭缝方向如何,纵波都能穿过狭

缝,如图所示。(2)如果在横波的传播方向上放一个带有狭缝的栅栏,当狭缝的方向跟质点的振动方向相同

时,横波才能穿过狭缝,当狭缝的方向与质点振动方向垂直时,横波就不能穿过狭缝,如图所示。1|对光的偏振现象的理解定点关键能力定点破2.横波、纵波的判定方法(1)看质点的振动方向与波传播方向的关系。若互相垂直,为横波;若在同一直线上,为纵波。这种方法适用于判定看得见质点振动方向的机械波。(2)看波能否通过两个互相垂直且共轴的“狭缝”,能通过两个“狭缝”的为纵波,不能通

过的为横波。

自然光(非偏振光)偏振光振动方向在垂直于光的传播方向的平面内,包含沿一切方向振动的光,且沿各个方向振动的光的强度相同在垂直于光的传播方向的平面内,光沿某个特定方向振动举例太阳、电灯、蜡烛火焰等直接发出的光自然光在介质表面反射或折射形成的光3.自然光和偏振光的比较自然光经过偏振片形成偏振光

4.对光的偏振的理解(1)偏振片上的“狭缝”表示透振方向,而不是真实狭缝。(2)只要光的振动方向不与透振方向垂直,就可以不同程度地通过偏振片,不过强度要比振

动方向与透振方向平行的光弱一些。1.激光的常见应用2|激光的应用定点应用类型原理利用性质光纤通信激光可以像无线电波那样被调制,用来传递信息,而它的频率比无线电波高很多,它所能携带的信息量比无线电波大相干性好激光手术利用激光器发射的激光做“光刀”进行手术

亮度高激光读写激光可以会聚到很小的一点,利用激光可以在光盘上刻录密度很高的信息,也可以利用激光从DVD机、CD唱机或计算机的光盘上读出记录的信息,经过处理后还原成声音和图像

平行度好2.全息照相如图所示为拍摄全息照片的基本光路图。全息照片的拍摄利用了光的干涉原理,要求参考

光和物光有很高的相干性。

光从一种介质斜射入另一种介质时,会发生折射或全反射现象。关于光的折射、全反

射问题,解题思路如下:1.解决光的折射问题的思路(1)根据题意画出正确的光路图。(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系,要注意入射角、折射角均以法线为标准。(3)利用折射定律求解相关问题。解题时要充分利用光路的可逆性原理。|光的折射与全反射的综合问题分析题型学科素养题型破讲解分析2.解决全反射问题的思路(1)确定光是从光密介质射入光疏介质。(2)应用sinC=

确定临界角。(3)根据题设条件,判定光在传播时是否发生全反射。(4)如发生全反射,画出入射角等于临界角时的临界光路图。(5)运用几何关系、三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算,解决问题。3.求光的传播时间的一般思路(1)确定光在介质中的传播速度。全反射现象中,光在同种均匀介质中的传播速度不发生变

化,即v=

。(2)确定光的传播路程l。结合光路图与几何关系进行确定。(3)利用t=

求解光的传播时间。直角棱镜的折射率n=1.5【1】,其横截面如图所示,图中∠P=90°,∠M=30°。截面内一细

束与NP边平行的光线,从棱镜MN边上的O点射入【2】,经折射后射到NP边上。(1)光线在NP边上是否会发生全反射【3】?说明理由。(2)不考虑多次反射,求从MP边射出的光线与最初的入射光线夹角【4】的正弦值。典例呈现例题信息提取

画出大致光路图如图所示:

思路点拨

解答本题的思路如下:解析

(1)由sinC=

=

<

,得C<60°由几何关系,得θ=90°-(30°-r)=(60°+r)>60°即θ大于全反射临界角,因此光线在NP边上发生全反射。(2)由光路图分析可知,从MP边射出的光线与最初的入射光线的夹角就是r'由几何关系可得i'=90°-θ=i-r在MN边,有sini=nsinr,得sinr=

=

所以cosr=

在MP边,有nsini'=sinr',sinr'=nsin(i-r)=