高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册6 光的偏振 激光说课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册6 光的偏振 激光说课ppt课件，共37页。PPT课件主要包含了新课引入新知初感悟，演示实验，示意图如图所示，偏振现象的应用，典例一，激光的特点及其应用，了解自然光和激光，全息照相，典例二，基础练习等内容，欢迎下载使用。

第六节|光的偏振 激光
观察图片，抖动水平软绳时产生的波是什么波？水平悬挂的弹簧一端振动时形成的沿弹簧传播的波是什么波？
振动方向与传播方向垂直的波叫作横波，抖动水平软绳时产生的波就是横波。振动方向与传播方向一致的波叫作纵波，水平悬挂的弹簧一端振动时形成的沿弹簧传播的波就是纵波。
回忆上一章横波和纵波的概念
观察甲、乙、丙三图及其中的实验装置，抖动水平软绳，产生横波，穿过竖直木板狭缝，改变狭缝方向，观察现象；弹簧一端振动形成的沿弹簧传播的纵波，穿过方向不同的两个木板狭缝，观察现象。观察波能否通过狭缝传到木板的另一侧。
根据上述实验，请同学们自行描述实验现象？对于绳子上形成的横波，当狭缝与振动方向一致时，波不受阻碍，能通过狭缝，传播到木板的另一侧；而当狭缝与振动方向垂直时，波被狭缝挡住，不能通过狭缝传到木板另一侧。对于弹簧上形成的纵波，无论狭缝怎样放置，弹簧上疏密相间的波均能顺利通过狭缝传播到木板的另一侧。
在绳子上的横波传播的过程中，当狭缝既不与振动方向平行，也不与振动方向垂直时，有部分振动能通过狭缝传播到木板的另一侧。横波的这种现象称为偏振现象。
根据上述实验以及现象，我们不难发现，纵波不会发生偏振现象，所以，根据是否能发生偏振现象，我们可以判断一个机械波是横波还是纵波。
示意图如图所示：我们称偏振片P为起偏器，偏振片Q为检偏器。
如图甲，让阳光或灯光通过偏振片P，在P的另一侧观察，可以看到偏振片是透明的，只是透射光暗了一些。以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度变化吗？在偏振片P的后面再放另一个偏振片Q（图乙），以光的传播方向为轴旋转偏片Q（图丙），观察通过两块偏振片的透射光的强度变化。
这个薄片，它在我们这个演示实验中的作用与前面带有狭缝的木板类似，它上面有一个特殊的方向称为透振方向，只有振动方向与透振方向平行的光波才能透过偏振片。
用一个起偏器观察自然光，偏振片是透明的，以光的传播方向为轴旋转P时，透射光的强度不变。同学们能通过这个现象得到什么结论吗？通过与前面的纵波实验类比得到。光可能是纵波。假如波是横波且沿各个方向都有振动，那么光也可能是横波。
继续实验，加上检偏器Q，当Q的透振方向与P的透振方向一致时，透射光的强度最大。以光的传播方向为轴旋转Q时，透射光的强度减弱。当Q与P透振方向垂直时，屏上最暗，光强几乎为0。
由于我们这里用了太阳光作为光源，而太阳光包含了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都相同，这种光叫自然光。通过起偏器后，这种光就成了偏振光，它只能沿某一特定方向振动。光振动沿各个方向是均匀分布的，经过起偏器后光振动就只能沿透振方向而成为偏振光，这就是偏振光的来源。
经玻璃等光滑表面反射的光多为偏振光，当偏振光的振动方向与偏振片透振方向相同，透射光强度最大，当偏振光的振动方向与偏振片透振方向垂直时，透射光强度最小。
为了避免反射光对摄影、行车带来影响，利用光的偏振原理，在摄像机及车前窗玻璃处安装偏振片，使偏振片的透振方向与反射光的振动方向垂直，减小反射光的透过。
1、如图所示,人眼隔着偏振片B、A去看一只电灯泡S,一束透射光都看不到,那么,以下说法中哪些是正确的( )A.使A和B同时转过90°,能够看到透射光B.单使B转过90°过程中,看到光先变亮再变暗C.单使B转过90°过程中,看到光逐渐变亮D.单使A转动时,始终看不到透射光
解题思路：使A和B同时转过90° ，仍不能看到透射光。原来人眼隔着检偏器B、起偏器A去看一只电灯泡S,无法看到透射光。说明两个偏振片正好相垂直。现在同时转依然看不到。故A错误；原来人眼隔着检偏器B、起偏器A去看一只电灯泡S，无法看到透射光，说明两个偏正片正好相垂直。现在单使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮，故B错误；C正确；单使A转动时，渐渐看到透射光，故D错误；故选C。答案：C
1、相干性与应用（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）应用：用来传播信息。光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物，电磁波的频率越高，它所携带的信息量越大，所以激光可以比无线电波携带更多的信息。
2、平行度及应用（1）平行度：激光的平行度非常好，所以它在传播很远的距离后仍能保持一定的强度。
（2）应用：进行精确的测距。多用途的激光雷达不仅可以测量距离，而且能根据多普勒效应测出目标的运动速度。
3、亮度及应用（1）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。
（2）可用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔，医学上可以用激光做“光刀”来切开皮肤、切除肿瘤，还可以用激光“焊接”剥落的视网膜。
同一束激光被分为两部分，一部分直接照射到底片上，另一部分通过被拍摄物反射再到达底片。参考光和物光在底片上相遇时会发生干涉，形成复杂的干涉条纹。在底片上某点亮暗程度反映了两束光叠加后到达这点时光波的强弱。
2、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，形成一股高温高压的燃气流，以极大的速度喷出，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.平行度高C.高能量D.相干性好
解题思路：由于激光站与卫星可能相隔很远，为了减少能量损失，必须使激光具有很好的平行度，同时使用激光的高能量特性，故选BC。答案：BC
1、如图所示，半径为R的圆形偏振片P的透振方向为竖直方向，一束横截面半径略小于R的平行自然光正对着偏振片P照射后射到屏上，现以光的传播方向为轴将偏振片P旋转90°，则在偏振片P旋转的过程中( )A.屏上出现圆形亮斑，亮度不变B.屏上出现圆形亮斑，亮度逐渐变暗C.屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹，且亮度不变D.屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹，且亮度变暗
答案：A解析：偏振片是让特定振动方向的光透过去,只是相对于光源亮度减弱,故圆柱状光束通过偏振片后,幕上依然出现圆形亮斑,C、D错误。自然光包含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,故转动偏振片,透振方向虽然改变,但屏上依然是圆形亮斑,且亮度不变,A正确,B错误。
2、下列关于应用激光的事例错误的是( )A.利用激光进行长距离精确测量B.利用激光进行通信C.利用激光进行室内照明D.利用激光加工坚硬材料
答案：C解析：激光单向性好，不利于室内照明，并且大功率的激光要靠专门的激光器产生，成本太高，激光的能量集中，会对人体产生伤害，因此选项C所述激光的应用是错误的，故选C。
3、下面关于光的偏振现象的应用正确的是（ ）A.自然光通过起偏器后成为偏振光，利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向B.立体电影利用了光的偏振现象C.茶色眼镜利用了光的偏振现象D.拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响
答案：ABD解析：起偏器使光成为偏振光，检偏器可检出偏振方向，A正确；光的偏振有广泛的应用，如立体电影、偏振眼镜、液晶显示、偏振摄影等，B、D正确；茶色眼镜是有色镜片，它只能通过与镜片相同颜色的光，以减弱光的透射，不是偏振现象，C错。
4、关于激光的应用，下列说法正确的是( )A.光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号来进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息B.计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点C.医学上用激光做“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”利用激光测量很远距离的目标是应用了激光亮度高的特点
答案：BC解析：光纤通信是应用激光是相干光的特点。对信号来进行调制，使其在光导纤维中传递信息，选项A错误；由于平行度好，激光可以会聚到很小的一点。让这一点照射到计算机的光盘上，就可以读出光盘上记录的信息，选项B正确；医学上用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点，光源的能量集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度，选项C正确；“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，方向性好，选项D错误。