新教材高中物理第四章光第6节光的偏振激光课件新人教版选择性必修第一册

第四章

光第6节

光的偏振

激光课标解读课标要求素养要求1.观察光的偏振现象,知道其产生的原因,知道其在生产生活中的应用。2.知道光是横波。3.通过实验，了解激光的特性。能举例说明激光技术在生产生活中的应用。1.物理观念:通过实验,认识偏振现象,知道只有横波才有偏振现象;了解激光的特点。2.科学态度与责任:了解偏振光和自然光的区别,能列举实例阐述激光的三个特性。要点一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_______________①。“偏振现象”要点二激光1960年，美国物理学家梅曼率先在实验室中制造出了_____________________________________②的光波，这就是激光。频率相同、相位差恒定、振动方向一致①（1）自然光和偏振光的主要区别是什么？提示

在垂直于传播方向的平面内，自然光沿一切方向振动，偏振光沿某一特定方向振动。（2）自然光经水面反射的光一定是偏振光吗？提示自然光经水面反射和折射的光都是偏振光。②（1）利用激光测量地球到月球的距离，应用了激光哪方面的特点？提示应用了激光平行度好的特点。（2）什么是激光的“纯净”性？这一性质有何作用？提示

“纯净”性是指频率、相位、偏振以及传播方向等性质完全相同。利用这个特点，双缝干涉实验和衍射实验用激光比用自然光更容易完成。可以用来传递信息。1.光的偏振现象说明光波属于横波。2.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。3.光在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动。这种光叫作偏振光。4.激光可以进行光纤通信是利用了激光纯净的特性。探究点一

光的偏振1.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，严重影响行车安全。根据你所学的物理知识，能不能提出一种解决方法？提示将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，这样自己车灯发出的光经对面车窗反射后仍能进入自己眼中，而对面车灯发出的光不能进入自己的眼中。1.自然光和偏振光的比较项目自然光（非偏振光）偏振光光的来源直接从太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光自然光通过偏振片后的光或经过折射、反射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波的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（与偏振片透振方向一致）（2）自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光。（3）除直接从太阳、电灯等光源发出的光以外，平时我们所看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光（部分偏振光）。而通过偏振片的光只在一个方向振动，是完全偏振光。2.偏振光的获得（1）利用偏振片来获得偏振光。让自然光通过偏振片，如图所示，当自然光通过偏振片时，就会变成在某一方向上振动的光。3.偏振光的应用（1）光的偏振现象有很多应用。如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里陈列物的照片时，由于水面或玻璃表面的反射光的干扰，常使景象不清楚，如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景象清晰。（2）夜晚行车时，对方照射过来的光很强，若加一个偏振片，可减弱对眼睛的照射。（3）立体电影也是利用了光的偏振原理。

A规律总结自然光通过两偏振片的问题自然光通过偏振片1后，变为偏振光，偏振光的振动方向与偏振片2的透振方向是否一致影响着透射光的强度，当两者的透振方向平行时，透射光光强最强，当两者的透振方向垂直时，透射光的光强为零。

A.先变亮，再变暗 B.先变亮，然后变暗，再变亮C.先变暗，再变亮 D.先变暗，然后变亮，再变暗D

BD

探究点二

激光激光作为一种人造光源，在科研、通信、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？提示激光具有单色性好、相干性好、亮度高、平行度好等特性。1.激光激光是原子受激辐射产生的光，发出光的传播方向、偏振、相位等性质均相同，两列相同激光相遇可以发生干涉。激光是相干光，激光是人工产生的光。特点性质应用纯净性高激光具有频率单一、相位差恒定、偏振方向相同的特点，是人工产生的相干光，具有高度的纯净性，即相干性光纤通信平行度好激光的平行度非常好，传播很远的距离后仍能保持一定的强度精确地测距；提供目标指引；读取光盘上记录的信息等亮度高它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量用激光束切割、焊接；医学上可以用激光作“光刀”2.激光的特点及应用3.激光在科学研究上的应用（1）以激光为光源，科学家们可以深入研究原子、分子和固体材料的光谱，从而了解这些物质的结构。（2）利用激光，可以研究分子的运动和化学反应的过程。（3）利用激光制作的高精度光钟，可以实现对频率和时间的超高精度测量，这是人类能完成的最准确的测量之一。例（多选）关于应用激光的事例中，下列说法正确的是(

)A.激光平行度好可以用于测距B.激光能量十分集中，为治疗近视眼而研制的“激光刀”就利用了这个特点，优点是有效地减少了细菌的感染C.激光的亮度高，可以用于城市广场照明D.激光的相干性好，可用于双缝干涉实验ABD[解析]激光平行度好，即使传播了很远的距离之后，它仍保持一定的强度，此特点可用于激光测距，A正确；激光的亮度高，能量十分集中，可应用于金属的加工、激光医疗、激光美容、激光武器等，B正确；激光具有很好的相干性，可应用于双缝干涉实验、全息照相等，D正确；一般照明的灯光是辐射状的，而激光凝聚程度高，亮度高，容易烧坏物体，因此不能用于广场照明，所以C错误。关键点拨激光相关问题解题关键（1）熟记激光的主要特点及应用。（2）激光作为一种光，具有光的一切性质，能发生衍射、干涉、反射、折射等，遵从反射定律、折射定律等。1.科学家利用激光干涉方法探测到由于引力波引起的干涉条纹的变化，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的小圆孔时，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物体三维图像的信息D[解析]激光是人造光，也是偏振光，A错误；激光相干性好，只有频率相同、相位相同、偏振方向相同的两束激光才会发生干涉，B错误；用激光照射不透明挡板上的小圆孔时，光屏上能观测到衍射条纹，间距不等，C错误；激光全息照片是利用光的干涉记录物体三维图像的信息，D正确。2.关于激光的应用问题，下列说法中正确的是(

)A.光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息的B.计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点C.医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点C[解析]由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用了激光的相干性，A错误；计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行度好，B错误；医疗中的激光“光刀”利用了激光的亮度高的特点，C正确；激光测距利用的是激光平行度好的特点，D错误。

A.光是电磁波 B.光是一种横波C.光是一种纵波 D.光是概率波B[解析]光的偏振现象证明光是一种横波，故B正确。

ACD

BD单色性好 B.平行度好 C.粒子性 D.能量高[解析]激光的平行度好，故可聚焦到很小的范围；激光的亮度高、能量大，故可修复器官。4.（多选）激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重的卫星或飞船。激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成一股高温高压的燃气流，以极高的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空。激光火箭利用了激光的(

)A.单色性好 B.平行度好 C.能量高 D.相干性好BC

1.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[解析]自然光和偏振光都能发生干涉、衍射现象，A错误；除了从太阳、电灯等光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光，B错误；光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向无关，C错误；自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光，D正确。2.（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相同B.偏振光是在垂直于传播方向上，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BD[解析]按自然光和偏振光的定义，自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度相同，而偏振光是在垂直于传播方向上，只沿某一特定方向振动的光，A错误，B正确；太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光，自然光经过一个偏振片时，只有振动方向平行于偏振片透振方向的光才能完全通过偏振片，故自然光透过一个偏振片后变成偏振光，但偏振光再通过一个偏振片时，当偏振片的透振方向与偏振光的振动方向平行时，能通过偏振片，但仍然是偏振光，不是自然光，当透振方向与光振动方向垂直时，偏振光不能透过偏振片，C错误，D正确。3.下列说法正确的是(

)A.激光是自然光被放大而产生的B.激光是原子受激辐射而得到的加强光C.激光的能量一定大于其他光的能量D.激光的传播速度比普通光的大B

4.（多选）以下说法中正确的是(

)A.激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性B.由于激光的方向性好，所以激光不能产生衍射现象C.光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物D.科学家可以利用激光研究化学反应的过程ACD[解析]激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性，故A正确；激光相干性好，可以发生干涉、衍射现象，故B错误；光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物，故C正确；科学家可以利用激光研究化学反应的过程，故D正确。

BD6.如图所示是观看立体电影时放映机镜头上的偏振片和观看者所戴的偏光眼镜的配置情况，其中正确的是(

)A.B.C.D.B[解析]立体电影是利用光的偏振现象来实现的。两台放映机同时放映着从不同角度同时拍摄的场景，并且放映机采用正好垂直的偏振光进行放映，观众所戴的眼镜左、右镜片的透振方向正好也相互垂直。只有透振方向与某束偏振光的偏振方向平行的镜片才能透过该束偏振光，这样，两只镜片分别只能透过来自两台放映机中某一台的偏振光，则观众同时能获得两束带有不同信息的光线，在脑海中便能复合成立体感很强的场景，所以B图所示情况正确。7.如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的振动方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化。设起偏振器和检偏振器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是(

)A.到达检偏振器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大B.到达检偏振器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大C.到达检偏振器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光