第四章 第六节 光的偏振 激光-高中物理同步备课学案（人教版选择性必修第一册）.docx

第6节光的偏振激光

知识点归纳

知识点一、光的偏振

1．偏振现象

(1)自然光：由太阳、电灯等普通光源发出的光，它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都相同，这样的光叫作自然光．

(2)偏振光：自然光垂直透过某一偏振片后，其振动方向沿着偏振片的透振方向，即在垂直于传播方向的平面上，只沿着某一特定方向振动，这样的光称为偏振光．自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面的反射光和折射光都是偏振光，入射角变化时偏振的程度也有所变化．

(3)只有横波才有偏振现象．

2．偏振现象在生产生活中的应用

(1)摄影中应用偏振光：为了消除反射光的影响，在镜头前安装一片偏振片，让它的透射方向与反射光的偏振方向垂直，阻挡了反射光进入镜头．

(2)电子表的液晶显示屏：在两块透振方向互相垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，液晶具有各向异性的属性，特别是对偏振光经过液晶时，其振动方向会旋转90°，利用这种特性控制光通过或不通过，从而显示数字的形状．

知识点二、自然光和偏振光的比较

1．振动方向比较：自然光在垂直于光的传播方向的平面内，沿所有方向振动；偏振光在垂直于光的传播方向的平面内，沿某一特定的方向振动。

2．经过偏振片时现象比较：如图甲，自然光通过偏振片后变成偏振光，后面的屏是明亮的，转动偏振片时，偏振光的振动方向随之变化，但屏上亮度不变。如图乙、丙，偏振光经过偏振片时，若光的振动方向与偏振片的透振方向平行，屏是亮的；若光的振动方向与偏振片的透振方向垂直，屏是暗的；若既不平行也不垂直，屏的亮度介于两者之间，随着振动方向与透振方向的夹角变大，亮度逐渐变暗。

3．自然光、偏振光产生方式的比较：太阳、电灯等直接发出的光是自然光；自然光经偏振片后都是偏振光，自然光射到两种介质的交界面上，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直。

知识点三、激光

1．激光的产生：激光是原子受激发辐射产生的光，发光的方向、频率、偏振方向均相同，两列相同激光相遇可以发生干涉．

2．激光的特点：

(1)激光是人工产生的相干光，其单色性好，相干性好．

激光的频率单一，相干性非常好，颜色特别纯．用激光做衍射、干涉实验，效果很好．

(2)激光的平行度好．从激光器发出的激光具有极好的平行性，几乎是一束方向不变、发散角很小的平行光．传播几千米后，激光斑扩展范围不过几厘米，而探照灯的光束能扩展到几十米范围．

(3)亮度高．激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量．

3．激光的应用：

光纤通信；激光测距；激光读写；激光加工；激光手术(亦称光刀手术)；激光武器；可控聚变反应中的应用．

典例分析

一、自然光和偏振光

例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

解析光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光，而光振动沿着特定方向的光就是偏振光，但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射，所以A项错．光的偏振现象并不罕见，除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光，所以B项错．光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向无关，所以C项错．自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光，D项正确．

答案D

二、偏振

例2在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q.在Q的后边放上光屏，以下说法正确的是()

A．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变

B．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度时强时弱

C．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度不变

D．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度时强时弱

解析P是起偏器，它的作用是把太阳光(自然光)转变为偏振光，该偏振光的振动方向与P的透振方向一致，所以当Q与P的透振方向平行时，通过Q的光强最大；当Q与P的透振方向垂直时，通过Q的光强最小，即无论旋转P或Q，屏上的光强都是时强时弱．

答案BD

自我检测

1．纵波不可能产生的现象是()

A．偏振现象 B．反射现象

C．折射现象 D．衍射现象

解析反射、折射和衍射都是波的特征，所以横波、纵波都能产生这些现象，但只有横波能产生偏振现象，纵波不能，所以A正确．

答案A

2．在拍摄日落水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是()

A．减弱反射光，从而使景物的像清晰

B．增强反射光，从而使景物的像清晰

C．增强透射光，从而使景物的像清晰

D．减弱透射光，从而使景物的像清晰

解析由于反射光的干扰，景物的像常常比较模糊，装上偏振片的目的是减弱反射光，所以偏振片的透振方向应与反射光的振动方向垂直，不能增强透射光．