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

立体电影出现于1922年。它能产生三维立体效果,当观众戴上立体眼镜观看时,有身临其境的感觉,亦称“3D立体电影”。你看过立体电影吗?看立体电影为什么要戴上特制的眼镜?你能解释其中的奥秘吗?观察与思考：1、什么是横波呢？2、若几列横波的传播方向相同，那么质点振动方向一定相同吗？3、偏振现象：在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动的波叫波的偏振现象。4、偏振方向：横波的振动方向称为“偏振方向”。偏振：思考与讨论：1、如图是一列横波，当这列横波穿过带有狭缝的木板时,狭缝的方向与波的振动方向相同，横波是否可以穿过？2、如图当我们将木板旋转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纵波不发生偏振现象

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。

横波能够发生偏振现象而纵波不能发生偏振现象，这就是横波与纵波的一个区别。因此我们要判断一列波是横波还是纵波，只要看它能否发生偏振现象就可以啦!思考与讨论：1、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？2、如何判断某种波是横波，还是纵波？1.偏振片：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”。示意图箭头表示透振方向光的偏振：光的偏振现象当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变。当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱。当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零。怎样解释上面的实验呢？如果光波是纵波，上面演示的现象是否会发生？太阳光是自然光自然光：实际上，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”（图）。偏振光：自然光在通过偏振片P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P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PQ自然光偏振光起偏器检偏器通过偏振片P的偏振光照射到偏振片Q时，如果两个偏振片的透振方向平行，那么，通过P的偏振光的振动方向与偏振片Q的透振方向一致，可以透过Q（图乙）；如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振动方向跟偏振片Q的透振方向垂直，不能透过Q（图丙）。反射引起自然光的偏振偏振光并不罕见。除了从太阳、白炽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。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（图），入射角变化时偏振的程度也有变化。光振动垂直于纸面光振动在纸面内光是一种横波

自然光射到两种介质的界面上，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。用偏光镜消除了反射偏振光使玻璃门内的人物清晰可见玻璃门表面的反光很强偏光镜偏振现象的应用：未使用偏振镜前使用偏振镜后偏振现象的应用：汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为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，既不用熄灯，也不用减速，可以保证安全行车。偏振现象的应用：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。偏振现象的应用：偏光镜头立体电影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、激光全息技术激光的特点及其应用应用：测距、测速、信息存储和阅读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。手持式雷达测速仪手提激光测距仪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。氧化熔化激光切割激发核聚变全息照相：

“全息”的意思为“全部信息”，即相对于只记录物体的明暗变化的普通摄影来说，激光全息摄影还能记录物体的空间变化。(1)与普通照相技术的比较：普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的相位信息。(2)原理：全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，使参考光和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹。这要求参考光和物光必须具有很高的相干性。(3)观察全息照片时要用激光照射照片，从另一侧面观察。参考光照相底片反射光物光物同一激光束被分成两束，参考光直接照到底片上，物光也到达底片。两者干涉，在底片上形成复杂的干涉条纹，各点的明暗程度反映了叠加的加强和减弱的情形。全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，它是利用参考光和物光发生干涉形成的。

拍摄全息照片的基本光路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B2．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C3．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B4．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，是因为激光平行度好、方向性好C5．激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重的卫星或飞船