光的偏振 激光 课件 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

4.6光的偏振激光学习目标要求核心素养和关键能力1.认识振动中的偏振现象。2.了解偏振光和自然光的区别,从光的偏振现象知道光是横波。3.了解激光的特点和应用,应用激光观察全息照片掌握偏振及激光的应用4.6光的偏振激光学习目标了解偏正光和自然光的区别，从光的偏振现象知道光是横波。010203认识震动中的偏振现象，知道只有横波有偏振现象。了解日常见到的光多数是偏振光，了解偏正光在省城生活中的一些应用。04了解激光的特点及激光的应用。4.6光的偏振激光【回顾】什么是横波？什么是纵波？1.在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上.2.在横波中，振动方向总是垂直于波的传播方向.传播方向相同，振动方向也可能不同1.如图是一列横波，当这列横波穿过两个带有狭缝的木板时,狭缝的方向与波的振动方向相同，横波是否可以穿过？新课讲授思考与讨论：2.如图当我们将后一块木板旋转900以后，这时横波就是否能再通过狭缝？我们把这种现象称为横波的偏振现象一、偏振

在垂直于传播方向的平面上，只沿着

的方向振动的波的现象。

横波的振动方向。新课讲授一个特定1.偏振现象：2.偏振方向：3.纵波能否偏振现象？

一列纵波，以这列纵波的传播方向为轴，无论我们怎么旋转第二块木板，纵波都能通过。也就是说纵波不发生偏振现象。

4.横波横波和纵波的区别：

偏振现象是横波特有的3.纵波不发生偏振现象

横波能够发生偏振现象

纵波不能发生偏振现象。探究思考光到底是横波还是纵波？惠更斯光是纵波托马斯·杨光是横波偏振现象是横波特有的光的干涉和衍射说明光具有波动性，那么光波是横波还是纵波呢？一种由高分子薄膜制成的光学器件，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫做“透振方向”。实物示意图箭头表示透振方向1.偏振片：二、光的偏振2.偏振光：在

于传播方向的平面上，只沿着

的方向振动的光叫偏振光。PQ自然光偏振光起偏器检偏器新课讲授自然光：太阳、电灯、普通光源发出的光包含了垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且各个方向振动的光波强度都相同，这种光叫自然光。垂直一个特定二、光的偏振a.通过一块偏振片P看太阳的透射光.（转动P，亮度有无变化？）【实验】观察阳光通过偏振片后透射光的强度变化

PPQb.在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q，转动Q

观察通过两块偏振片的透射强度有无变化？甲乙检偏器起偏器P明甲P

Q（弱）乙明暗丙P

Q新课讲授二、光的偏振当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度

。当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度

，但是，比通过一块偏振片时要

。当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度

，几乎为

。新课讲授不变弱最大最弱零二、光的偏振自然光和偏振光的比较

自然光偏振光成因从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光自然光通过偏振片后就变成了偏振光，反射光、折射光均为偏振光振动方向在垂直于传播方向的平面内，沿着各个方向振动在垂直于传播方向的平面内，并且只有一个振动方向二、光的偏振经偏振片后现象比较经偏振片后现象比较如上图所示，通过偏振片后，自然光就变成了偏振光，转动偏振片，偏振光的亮度不变，但偏振方向随之变化如上图所示，偏振光经偏振片后，若偏振方向与透振方向平行，屏亮；若垂直，则屏暗；若介于两者之间，则屏上亮度介于两者之间并随偏振方向与透振方向夹角的增大而变暗.自然光和偏振光的比较二、光的偏振

光的偏振现象并不罕见．除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光．自然光照在玻璃、水面、木质桌面等表面发生发射时，反射光、折射光都是偏振光。入射角变化时，偏振程度也有变化。光振动垂直于纸面光振动在纸面内如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直。二、光的偏振用偏光镜拍摄景色摄影三、偏振现象的应用汽车

汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为了避免双方车灯的眩目，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。如果驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45度角，那么，司机从前窗只能看到自已的车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，这样，汽车在夜间行驶时，即不用熄灯，也不用减速，可以保证安全行车。各种炫彩的灯光未加偏振片未加偏振片汽车

另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透射

方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分散射光。竖直偏光太阳镜

在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。偏正片普通镜片立体电影偏振式3D技术是利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的，通过在显示屏幕上加放偏光板，可以向观看者输送两幅偏振方向不同的画面，当画面经过偏振眼镜时，由于偏振式眼镜的每只镜片只能接收一个偏振方向的画面，这样一来人的左右眼就会收到两组画面，最后经过大脑合成立体影像。三、偏振现象的应用昆虫对偏振光的应用

人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆虫的眼睛对偏振却很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支复眼、两支复眼，每个复眼包含有6300个小眼，这些小眼能根据太阳的偏光确定的方位，然后以太阳为定向标来判断方向，所以蜜蜂可准确无误地把它的同类引到它所找到的花丛。再如在沙漠中，如果不带罗盘，人是会迷路的，但是沙漠中有一种蚂蚁，它能利用天空中的紫外偏光导航，因而不会迷路。三、偏振现象的应用四、激光的特点及其应用请同学们阅读课本111-113页，找出“激光有哪些特点和具体应用？”然后到讲台上和同学分享自己的学习成果。光纤通讯激光全息技术四、激光的特点及其应用1.相干性：激光是一种人工产生的相干光。相干性应用：光纤通讯、激光全息技术手持式雷达测速仪手提激光测距仪光盘存储和阅读信息2.平行度非常好：从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散成直径lm多的光斑，因此激光在地面上传播时，可以看成是不发散的。应用：测距、测速、信息存储和阅读给枪械、火炮、导弹引导方向引导方向氧化熔化激光切割激发核聚变3.亮度高：所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率，自然光源亮度最高的是太阳，而目前的高功率激光器，亮度可达太阳的1万倍。应用：工业切割、焊接；医学“光刀”；利用强激光产生的高压引发核聚变。激光理疗、组织焊接、激光刀切割、激光美容、激光武器等。激光与自然光的区别自然光激光原子的发光方向及时刻不确定原子的发光方向及时刻相同颜色多样颜色单一非相干光人工产生的相干光传播中发散严重平行度好、传播中几乎不发散亮度远远小于激光亮度高课堂小结光的偏振偏振光的特点偏振光的获得偏振现象的应用激光光是横波特点特点相干性平行度好亮度好1．如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则（）A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处仍看不到光亮B课堂练习2．关于光的偏振，下列说法不正确的是（）A．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光B．拍摄水面下的景物时，加偏振片可使像更清晰C．所有的波都具有偏振现象D．立体电影是应用光的偏振的一个实例C课堂练习【答案】C【详解】A．自然光通过偏振片后，从而得到在某一方向振动的光，这就是偏振光，故A正确；B．拍摄水面下的景物时，为防止反射光的干扰，所以在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响，故B正确；C．只有横波才能发生光的偏振现象，故C错误；D．立体电影的制作利用了光的偏振现象，放映的时候也是用双镜头放映机，其中每个镜头前放有偏振方向不同的偏振光片，观众戴的眼镜上也有相对应方向的偏振光片，这样每只眼睛就只能看到一个镜头所投影的图像，故D正确。故选C。课堂练习3．小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光，转动镜片时发现光有强弱变化。下列说法能够解释这一现象的是（）A．阳光在水面反射后的反射光是偏振光，镜片起起偏器的作用B．阳光在水面反射后的反射光是偏振光，镜片起检偏器的作用C．阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用D．阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用B课堂练习【详解】阳光属于自然光，阳光在水面发生反射后的反射光是偏振光，转动镜片时发现光有强弱变化，是由于镜片相当于检偏器，当偏振光偏振的方向与偏振镜片偏振的方向平行时可以通过偏振片，当二者方向垂直时不能通过偏振光，所以镜片起检偏器的作用。4．激光被誉为“神奇的光”，关于激光的应用，下列说法中不正确的是（）A．激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量能集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度B．由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息C．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气中传播不受大气的影响D．能利用激光测量地面到月球表面的距离，