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光的偏振

激光人教版（2019）物理（選擇性必修

第一冊）第四章

光目錄素養(yǎng)目標01課程導入02新課講解03總結歸納04課堂練習05正確教育素養(yǎng)目標1.通過觀察光的偏振現象，知道光是橫波

2.知道偏振光和自然光的區(qū)別，能運用偏振知識解釋生活中的一些常見光學現象3.了解激光的特性，能舉例說明激光技術在生產生活中的應用

在觀看立體電影時，觀眾要戴上特制的眼鏡，如果不戴這副眼鏡，銀幕上的圖像就模糊不清了。這是為什么？正確教育偏振偏振1.狹縫對縱波的影響

如圖所示，如果在波的傳播方向上放一帶狹縫的木板，不管狹縫方向如何，在一條彈簧上傳播的縱波都能自由通過狹縫。即狹縫對縱波的影響。縱波可以穿過不同方向的狹縫2.狹縫對橫波的影響

對橫波，只有狹縫的方向與橫波質點的振動方向相同時，橫波才能毫無阻礙地通過狹縫；當狹縫的方向與質點的振動方向垂直時，橫波就不能通過狹縫，這種現象叫作偏振。3.偏振現象橫波只沿某一特定的方向振動的現象稱偏振現象。4.橫波獨有的特征偏振現象是橫波所特有的，故利用偏振現象可判斷一列波是橫波還是縱波。光的干涉和衍射說明光具有波動性，那么光波是橫波還是縱波呢？

橫波能夠發(fā)生偏振現象而縱波不能發(fā)生偏振現象，因此我們要判斷一列波是橫波還是縱波，只要看它能否發(fā)生偏振現象就可以啦!

橫波能夠發(fā)生偏振現象而縱波不能發(fā)生偏振現象，這就是橫波與縱波的一個區(qū)別。思考正確教育光的偏振

偏振片：一種由高分子薄膜制成的光學器件，每個偏振片都有一個特定的方向，只有沿著這個方向振動的光波才能通過偏振片，這個方向叫作“透振方向”。觀察光的偏振現象要用偏振片偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個特定的方向振動的光叫偏振光。PQ自然光偏振光起偏器檢偏器P明甲P

Q（弱）乙明暗丙P

Q當只有一塊偏振片時，以光的傳播方向為軸旋轉偏振片，透射光的強度不變。當兩塊偏振片的透振方向平行時，透射光的強度最大，但是，比通過一塊偏振片時要弱。當兩塊偏振片的透振方向垂直時，透射光的強度最弱，幾乎為零。2.自然光特點：包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿著各個方向振動的光波的強度都相同。1.自然光太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，這種光叫自然光。自然光

自然光射到兩種介質的界面上，如果光入射的方向合適，使反射光與折射光之間的夾角恰好是90°，這時反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直。光振動垂直于紙面光振動在紙面內3.光是一種橫波

除了太陽、電燈等光源直接發(fā)出的光以外，我們見到的絕大部分都是不同程度的偏振光，如自然光在玻璃、水面、木質桌面等表面反射時，反射光和折射光大部分都是偏振光。

如圖所示，讓陽光通過偏振片P、Q，以光的傳播方向為軸旋轉偏振片P，則圖中A、B兩處觀察到透射光強度的變化情況是(

)A．A、B兩處光強均不變B．A、B兩處光強均有變化C．A處光強不變，B處光強有變化D．A處光強有變化，B處光強不變經典例題C答案：C解析：太陽光是自然光，向各個方向偏振的光的強度是相同的，通過偏振片后變?yōu)槠窆?，故使偏振片P以光的傳播方向為軸旋轉，A處光強不變；只有當偏振片P轉到和偏振片Q平行的時候，B處光強最大，當偏振片P與偏振片Q垂直時，B處沒有亮度，即B處光的強度發(fā)生變化，故選C。正確教育偏振現象的應用1.攝影鏡頭未加偏振片時拍攝的櫥窗加偏振片時拍攝的櫥窗（減弱反射光，使景象清晰）偏振現象的應用用偏光鏡拍攝水底不用偏光鏡拍攝水底2.汽車汽車前窗玻璃加裝偏振片消除對面汽車大燈的眩光汽車前窗玻璃加裝偏振片防止太陽散射光線偏振現象的應用3.立體電影

偏振式3D技術是利用光線有“振動方向”的原理來分解原始圖像的，通過在顯示屏幕上加放偏光板，可以向觀看者輸送兩幅偏振方向不同的畫面，當畫面經過偏振眼鏡時，由于偏振式眼鏡的每只鏡片只能接收一個偏振方向的畫面，這樣一來人的左右眼就會收到兩組畫面，最后經過大腦合成立體影像。4、液晶顯示利用相互垂直的透振方向的偏振片顯示圖像5、偏光太陽鏡在陽光充足的白天駕駛汽車，從路面或周圍建筑物的玻璃上反射過來的耀眼的陽光，常會使眼睛睜不開。由于光是橫波，所以這些強烈的來自上空的散射光基本上是水平方向振動的。因此，只需帶一副只能透射豎直方向偏振光的偏振太陽鏡便可擋住部分的散射光。偏正片普通靜片

(多選)關于光的偏振，下列說法正確的是(

)A．茶色眼鏡利用了光的偏振現象B．立體電影利用了光的偏振現象C．在拍攝日落時水面、池中的魚等景物時，可在鏡頭前裝一偏振濾光片，使圖像清晰D．一束自然光在界面上發(fā)生反射與折射，反射光與折射光都是偏振光，且偏振方向都相同經典例題BC答案：BC解析：茶色眼鏡是有色鏡片，它只能通過與鏡片相同顏色的光，以減弱光的透射，不是偏振現象，A錯誤；立體電影利用的是光的偏振，B正確；在拍攝日落時水面、池中的魚等景物時，為防止反射光干擾，在照相機鏡頭前裝一個偏振濾光片可減弱水面反射光的影響，C正確；一束自然光在界面上發(fā)生反射與折射，反射光與折射光都是偏振光，偏振方向不相同，D錯誤。正確教育激光的特點及其應用普通光源

光是從物質的原子中發(fā)射出來的,普通光源發(fā)出的自然光是許多頻率、相位、偏振以及傳播方向各不相同的光的雜亂無章的混合。這導致兩個獨立的普通光源發(fā)出的光不會發(fā)生干涉。相干性：激光是一種人工產生的相干光。相干性應用：光纖通訊、激光全息技術激光的產生

1960年，美國物理學家梅曼率先在實驗室中制造出了激光。激光是原子受激輻射產生的光，發(fā)光的方向、頻率、偏振方向均相同，兩列相同激光相遇可以發(fā)生干涉。激光是人工產生的相干光。梅曼（TheodoreHaroldMaiman，1927-2007）應用：測距、測速、信息存儲和閱讀平行度非常好：從地面上發(fā)射的一束極細的激光束，到達月球表面時，也只發(fā)散成直徑lm多的光斑，因此激光在地面上傳播時，可以看成是不發(fā)散的。手持式雷達測速儀手提激光測距儀亮度高：所謂亮度，是指垂直于光線平面內單位面積上的發(fā)光功率，自然光源亮度最高的是太陽，而目前的高功率激光器，亮度可達太陽的1萬倍。應用：工業(yè)切割、焊接；醫(yī)學“光刀”；利用強激光產生的高壓引發(fā)核聚變。氧化熔化激光切割激發(fā)核聚變

(多選)有關激光的特點與應用，下列說法正確的是(

)A．激光是一種人工產生的相干光，全息照相技術利用了激光相干性高的特點B．激光具有良好的單色性，光纖通信是激光和光導纖維相結合的產物C．激光在醫(yī)學上被當作“光刀”使用，但其亮度還不足以在金屬上打孔、切割、焊接D．激光的相干性高，任何兩束激光都能發(fā)生干涉經典例題AB答案：AB解析：激光是一種人工產生的相干光，全息照相技術利用了激光相干性高的特點，故A正確；激光具有良好的單色性，光纖通信是激光和光導纖維相結合的產物，故B正確；激光在醫(yī)學上被當作“光刀”使用，可以在金屬上打孔、切割、焊接，故C錯誤；激光相干性高，但頻率不相同的兩束激光不會發(fā)生干涉，故D錯誤。

偏振

不同的橫波，即使傳播方向相同，振動方向也可能是不同的，這個現象稱為“偏振現象”

偏振現象的應用

（1）攝影技術中的應用

（2）汽車擋風玻璃上的應用

（3）數字式電子表、空調受控器、數字調諧收音機、計算器、數字多用表、帶液晶顯示的玩具等，它們都是偏振現象在液晶顯示器中的應用；

（4）立體電影中的應用12只有橫波才能產生偏振現象

激光的特點

（1）具有高度的相干性；

（2）平行度和方向性非常好；

（3）強度大、亮度高。

激光的應用

（1）傳遞信息；

（2）精確測距

（3）切割、焊接材料

（4）醫(yī)學上用作“光刀”。34原子受到激發(fā)輻射的光答案：B解析：光是一種橫波，A錯誤；白熾燈發(fā)出的光經過偏振片P后就成為偏振光，又經與P透振方向平行的偏振片Q照到光屏上，所以偏振片Q起到檢偏作用，B正確；光束Ⅱ中的光是經偏振片P透射來的，所以光束Ⅱ中光的振動方向與透振方向不可能垂直，C錯誤；將偏振片P以光傳播方向為軸轉動45°，光束Ⅲ將會減弱但不會消失，D錯誤。答案：ABD解析：自然光通過偏振片后成為偏振光，當偏振光的振動方向與偏振片的透振方向平行時能夠通過，垂直時不能通過，所以A、B、D正確。夏天柏油路面上的反射光是偏振光，其振動方向與路面平行。人佩戴的太陽鏡的鏡片是由偏振玻璃制成的，鏡片的透振方向應是(

)A．豎直的

B．水平的C．斜向左上45°

D．斜向右上45°A答案：A解析：夏天，柏油路面上的反射光對人的眼睛刺激過大，為了減弱對人眼睛的影響，人佩戴的太陽鏡的鏡片是由偏振玻璃材料制成的偏振片，該偏振片的透振方向與反射光的振動方向垂直，由于反射光的振動方向與路面平行，則鏡片的透振方向應沿豎直方向，故選A。(多選)關于激光，下列說法正確的是(

)A．激光是自然界中某種物質直接發(fā)光產生的B．激光的相干性高，兩束頻率相同、相位差恒定、振動方向相同的激光能發(fā)生干涉C．用激