高中物理选修3-4课件：5.3+4光的偏振+激光与全息照相
2020-2021学年高二物理教科版选修3-4教学课件：第五章 3.光的衍射与偏振
丙
让软绳穿过一块带有狭缝的木板，如果狭缝与振动 方向平行，则振动可以通过狭缝传到木板的另一侧 （图甲）;如果狭缝与振动方向垂直，则振动就被 狭缝挡住而不能向前传播（图乙）. 如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成 纵波，则无论狭缝怎样放置，弹簧上的纵波都可以 通过狭缝传播到木板的另一侧．
光的衍射 光的偏振
单缝衍射 圆孔衍射 进一步说明光具有波动性 泊松亮斑
自然光 偏振光 光的偏振现象表明光是一种横波
所以，光波是横波!
二、光的偏振现象
1、自然光---太阳、电灯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强度都相同。
偏振光
2、偏振光---自然光通过偏振片之后，只有振动方 向跟偏振片的透振方向一致的光才能通过．也就是
说，通过偏振片的光波，在垂直于传播方向的平 面上，只沿着一个特定的方向振动。
另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的 玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是 横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振 动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳 镜便可挡住部分的散射光。
偏光镜头 立体电影
观看立体电影:
在拍摄时,用两个摄影机(两个摄影机的镜头相 当于人的两只眼睛)同时拍下同一物体的两个画像； 放映时把两个画像同时映在银幕上,如果设法使观众 的一只眼睛只能看到其中一个画像,另一只眼睛看到 另一个画像,就可以使观众感到有到立体感。
二、光的偏振现象
观察光的偏振现象要用偏振片 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”。振动方向与透振方向 垂直的光，完全不能通过。偏振片对光波的作用就像狭缝对 于机械波的作用一样。
高中物理 第5章 光的干涉 衍射 偏振 第4节 激光与全息照相知识导航素材 鲁科版选修3-4
第4节激光与全息照相思维激活在许多不同的领域和场合,你一定接触或听说过“激光”这一神奇之光,那么,激光到底是什么样的光,它为什么有这么大的用途?提示:激光技术的出现到现在不过五十年的时间,它的出现不仅使光学焕发新的青春和活力,而且对整个科学技术的发展起到了重大的促进作用.为什么激光有这么大的影响力?这和它的特殊性能是分不开的:异常高的亮度——这是激光与普通光源的最根本区别,其单色性好、方向性强而且便于控制.激光技术已经广泛地应用到通讯、军事、工农业生产、医疗卫生、生活娱乐等各方面.激光的用途很广,各国科学家正致力于这方面的研究,相信不远的将来,激光会有更大的用武之地.自主整理一、激光及其特性1.激光是___________________产生的光,是20世纪最重大的科学发现之一.2.激光的三大特点分别是:____________、____________、____________.二、激光的应用激光诞生后的最重大应用是____________,它是应用激光的____________来实现的,这是因为激光具有____________的特点,是很好的相干光源.高手笔记激光的特性及用途:(1)激光是原子受激辐射产生的光,频率相同,单色性好,是一种人工产生的相干光,具有高度的相干性.它能像无线电波那样进行调制,用来传递信息;记录和再现全息照相是通过激光来实现的.(2)激光的方向性强,也就是平行度非常好,可以用来精确地测距、用来刻制光盘及读出光盘上记录的信息.(3)激光的亮度高,可以用来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔.1.激光为什么是相干光?而普通灯泡发出的光不是相干光?剖析:激光是从物质的原子中发出来的,原子获得能量后,处于不稳定状态,它会以光子的形式把能量辐射出去.但是,普通光源——灯泡,灯丝中的每个原子在什么时刻发光,朝哪个方向发光,都是不确定的,发光的频率也不一样.这样的光在叠加时,一会儿在空间的某点加强,一会儿又在这点削弱,不能形成稳定的亮区和暗区,所以不能发生干涉,因而是非相干光.激光的光源原子发生受激辐射时,发出的光子的频率、发射方向,都跟入射光子完全一样.能产生稳定的干涉图样,是相干光.2.激光有哪些方面的应用?剖析:(1)利用单色性、相干性:拍频技术(可精密测定各种移动、转动和振动速度)、激光地震仪、精密导航、光纤通信、全息照片、工业探伤、激光全息摄影等. (2)利用方向性强、亮度高:测距、激光雷达、读取VCD机、CD唱机和计算机的光盘、切割金属、打孔、医学上切除肿瘤等.(3)利用亮度高:军事上的激光炮弹、医疗上的激光手术等.讲练互动【例题1】下列说法正确的是（）A.两支铅笔靠在一起,自然光从笔缝中通过后就成了偏振光B.偏振光可以是横波,也可以是纵波C.因为激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象D.激光可以像刀子一样切除肿瘤解析：两支普通铅笔靠在一起,中间的缝远远地大于光的波长,因此,光从中通过时不会成为偏振光;光是横波,偏振光也是横波;激光也是光,因此激光就具有光波的特性,能够发生衍射现象;激光有很多用途,其中可用来做手术,切除肿瘤.答案：D绿色通道激光是一种特殊的光,光的一切规律都可以直接应用于激光.1.下列应用激光的事例中错误的是（ ）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解析:激光的单向性好,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,且由于激光的能量集中,会对人体产生伤害,因此选项C 所述应用是错误的.其他三个选项的应用都很好地应用了激光的方向性强、单色性好、亮度高的特性. 答案:C【例题2】一台激光器,它的功率为P,如果它发射出的单色光在空气中的波长为λ,则这束单色光的频率是__________,它在时间t 内辐射的光能为____________,如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v,那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为_________.解析：根据v=λf 可得这束单色光的频率f=c/v;激光器的时间t 内所做的功W=Pt 转化为光能;这束单色光对该介质的折射率n=c/v,设它从该介质射向真空发生全反射的临界角为C,则sinC=1/n=v/c,所以C=arcsin(v/c). 答案：c Pt arcsin(v/c) 绿色通道这道题虽以激光为命题背景,但解题的根据仍然是前面所学过的光学规律. 变式训练2.一束激光从空气射入玻璃中,则其（ ）A.频率不变,波长变长B.频率变大,波长不变C.频率不变,波长变短D.频率变小,波长不变解析:激光的单色性好,其频率由光源决定,与介质无关,从空气射入玻璃后,波速减小,根据λ=v/f,知波长应变短,故选C.答案:C教材链接【讨论与交流】(课本第110页)请根据自己平时对激光的了解,说说你身边熟悉的激光应用,并试着说说什么是激光,激光有哪些特性.答:激光(laser)是一种特殊的光,自然界中的发光体不能发出激光.1960年,人类在实验室里首次发射出了激光.激光具有以下几个特点:(1)激光是人工产生的相干光,其单色性好,相干性好.激光的频率比较单一,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)激光束的方向性强.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,而探照灯的光束将扩展到几十米范围.(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.激光的应用,主要有以下几类:(1)光纤通信激光可以像无线电波那样进行调制,可用来传播信息,而且因为它的频率比无线电波高,所以激光携带的信息量比无线电波大.光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物.(2)激光测距因为激光的平行度好,所以传播很远的距离仍能保持一定的强度,利用这一特点,对准目标发射一个激光脉冲,测量脉冲发射和接收到反射回的脉冲的时间间隔Δt,可精确测量出距离s=21c·Δt.激光雷达就是根据这一原理制成的. (3)激光写、读由于激光的平行度好,激光可以会聚到一个很小的点上,利用激光可以在光盘上刻录密度很高的信息,也可以利用激光从VCD 机、CD 唱机或计算机的光盘上读出记录的信息,经过处理后还原成声音或图像.(4)激光加工将激光器发出的激光经光学系统聚焦后,在待加工的工件上形成密度很高、能量很大、直径很小的光斑,使受照部位迅速熔化或汽化,以完成特定要求的加工,包括切割、焊接、打孔、划片、整形、热处理和表面处理等.(5)激光手术(亦称光刀手术)利用激光器发射的激光作为手术刀进行切割、汽化等外科手术.激光手术有以下优点:①对凝固血管很有效,使不流血手术得以实现;②手术切缘锐利、平整;③由于激光手术是非接触手术,对于一些操作困难的部位实施手术尤为方便;④切割恶性肿瘤时,因激光能随时封闭毛细血管和淋巴液通道,有助于防止肿瘤细胞的扩散和转移.除激光手术外,在医疗上还可以进行激光治疗.(6)激光武器利用大能量激光器发射的激光束来攻击敌方,使被照射处形成能量、密度很高的光斑,被照射物体表面迅速熔化或汽化.激光武器具有很强的攻击力,常被称作“死光”.激光以3×108 m/s的高速出击,只要对准目标,即可命中.在射击快速运动目标时无需考虑提前量,因此特别适合用来防御快速侵袭的低空飞机、导弹以及拦截军事卫星等.而且激光发射器发射激光时反作用力很小,即使在高速飞行的飞机上使用,也几乎不影响命中率.(7)可控聚变反应中的应用科学家设想把核燃料制成小颗粒,用激光从四面八方对它进行照射,利用强激光产生的高压引起聚变,从而实现可控聚变反应.(8)全息照相全息照片的拍摄利用了光的干涉原理,要求参考光和物光具有很高的相干性,激光恰好具备这一特点.。
高中物理 5.35.4 光的衍射与偏振 激光课件 教科版选修34
自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹).则在下
动方向的机械波. (2)看波能否通过两个互相垂直且共线的“狭缝”， 能 通过两 个“狭缝”的为纵波，不能 通过的为横波.
二、光的偏振
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2.偏振片 偏振片由特定的材料制成，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.偏振片对光波的作用就像 狭缝对机械波 的 作用一样. 3.光的偏振现象表明光是一种横波.
典例精析 一、对光的衍射的理解
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例1 观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2 mm逐渐增大到 0.8 mm，看到的现象是( ) A.衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显 B.衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显 C.衍射条纹的间距不变，只是亮度增强 D.以上现象都不会发生
典例精析 一、对光的衍射的理解
二、光的偏振
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4.自然光和偏振光
自然光
偏振光
光的 来源
直接从光源发出的光
自然光通过起偏振器后的光
光的 在垂直于光的传播方向的平面 在垂直于光的传播方向的平
振动 内，光振动沿所有方向，且沿 面内，光振动沿某一特定方
方向 各个方向振动的光强度都相同 向(与起偏振器透振方向一致)
太阳、电灯、蜡烛火焰等直接 自然光在介质表面反射和折
二、光的偏振
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如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波，观察
发生的现象(如图丙所示).
这两种现象说明什么？
图1 答案 当机械波是横波时，若质点的振动方向与狭缝平行，则 机械波能透过狭缝传播，反之则不能透过狭缝传播.对纵波而言， 不管什么情况，纵波总能透过狭缝传播.
二、光的偏振
人教版高中物理选修3-4课件《15.3光的衍射和偏振》
4、用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时， 在光屏上得到衍射图形，它们的特征是
A．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中央是 亮的
B．中央均为亮点的同心圆形条纹 C．中央均为暗点的同心圆形条纹 D．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中央是 暗的
5、我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有红色 的电灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意以外， 还有一个重要的原因，这一原因是红色光
激 光 束
激 光 束
圆板衍射现象
激 光 束
圆孔、圆板衍射条纹的特征
圆孔中央亮斑周围出现明暗 相间的圆环，环的亮度、间 距不等 圆板在影的边缘形成明暗相 间圆环，板足够小时，影的 中央出现亮斑 白光照射时出现彩色条纹
圆孔衍射
圆板衍射
泊松亮斑，P86阅读资料
原因:来自单缝或圆孔或障碍物 边缘上不同位置的光,在屏上叠 加的结果. （干涉）
再如在沙漠中，如果不带罗盘，人是会迷路的，但是 沙漠中有一种蚂蚁，它能利用天空中的紫外偏光导航， 因而不会迷路。
5、偏振现象的应用：液晶显示
液晶显示器是一个由上下两片导电玻制成的 液晶盒，盒内充有液晶，四周用密封材料— —胶框密封，盒的两个外侧贴有偏光片。
5、偏振现象的应用：液晶显示
如果有光线进入,通过第一 个偏振片后，将被液晶分子逐 渐改变偏振方向.由于光线沿 着分子排列的方向传播，光线 最终将从另一端射出．
3)光源直接发出的光------自然光； 通常看到的绝大多数光-----偏振光
V
V
自然光
偏振光
自然光在反射和折射后成偏振光
自然光射到两种介质
i
n1
的界面上，如果光入 射方向合适，使反射
n2
光和入射光垂直。
高中物理选修3---4第十三章第六节《光的偏振》新课教学课件
【例题】如图，P是一偏振片，P的透振方向。下列入 射光中，哪几种照射时，能在P的后方观察到透射光
（ABD ）
A 太阳光 B 沿竖直方向振动的光 C 沿水平方向振动的光 D 沿与竖直方向成45。角振动的光
【例题】 在杨氏干涉实验中，在它的双缝后 面各置一个偏振片，如果两个偏振片的透振 方向相互垂直，则（ D ） A 光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减 少 B 光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增 加 C 干涉条纹消失，光屏上一片黑暗 D 干涉条纹消失，但仍有光照到光屏上
用偏光镜消除了反射偏振光 使玻璃门内的人物清晰可见
【例题】两个偏振片紧靠在一起将它们放在一盏灯 的前面以致没有光通过．如果将其中的一片旋转180 度，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象 （ A）
A、透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零 B、透过偏振片的光强光增强，然后减少到非零的最 小值 C、透过偏振片的光强在整个过程中都增强 D、透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强
3.结论： 光的偏振现象说明光是一种波，并且是横波。
五、光的偏振现象的应用：
1.完全偏振：
光的偏振现象并不罕 见．除了从光源（如太阳、 电灯等）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．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 是偏振光，叫完全偏振．
部分通过了狭缝。
问题4：让一根弹簧穿过带有狭缝的木板，将木板 缓慢旋转，你看到了什么现象？
※无论狭缝怎样放置，木板对波的振动形式都
没有阻碍，都能全部通过狭缝。
一、偏振现象：
1.定义：同一列横波的振动方向一定处在与波传播 方向垂直的平面内的某一确定的方向，这种现象叫 偏振现象．
高中物理第5章光的干涉衍射偏振第4节激光与全息照相教案鲁科版选修3_4
第4节激光与全息照相课堂互动三点剖析一、激光及其特性1.相干性好.所谓相干性好，是指容易产生干涉现象，普通光源发出的光（即使是所谓的单色光）频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足其他的相干条件.2.平行度非常好，与普通光相比，传播相同的距离激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距，现在利用激光测量地月距离精确度已达到1米.3.激光的亮度非常高.它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量.如果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温.不能直接照射眼睛，否则会伤害眼睛.4.激光单色性很好，激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的.【例1】在演示双缝干涉的实验时，常用激光作光源，这主要是应用激光的什么特性（ ) A.亮度高 B.平行性好 C.单色性好 D.波动性好解析：频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光的单色性好，频率单一，通过双缝时能够得到两束相干光.故本题的答案是C.答案：C二、激光与全息照相全息照相是应用光的干涉来实现的.作为光源的激光被分成两部分：一部分通过凹透镜发散后射到照相胶片上；另一部分射向一个平面镜，经反射后通过另一凹透镜射向被拍照的物体.该物体把光线反射到照相胶片上，并与第一束光发生干涉，两束光干涉的结果就在照相胶片上记录了被拍摄物体的三维图像信息，这就是全息照片.【例2】关于激光所具有的特点，下列说法中正确的是（）A.激光相干性好B.激光平行度好C.激光亮度高D.激光易色散解析：由于激光可以看作是频率稳定的光，频率决定颜色，即激光可看作是单色，不能发生色散，故D错.而A、B、C选项均为激光的特点.答案：ABC各个击破类题演练1一台激光器，它的功率为P，如果它发射出的单色光在空气中的波长为λ，则这束单色光的频率是__________，它在时间t内辐射的光能为__________，如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v，那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为_____________.解析：根据v=λf可得这束单色光的频率f=c/λ；激光器在时间t内所做的功W=Pt转化为光能；这束单色光对该介质的折射率n=c/v，设它从该介质射向真空发生全反射的临界角为C，则sinC=1/n=v/c,所以C=arcsin（v/c).答案：c/λ Pt arcsin（v/c)变式提升11969年7月，美国“阿波罗号”宇宙飞船的登月舱在登上月球的科学考察活动中，在月球上安放了一台激光反射器，成功地解决了用激光测量月地间距离问题.据你所知，用激光测量月地距离的原理是什么？解答：激光反射器由三块相互垂直的平面镜组成，能把射来的激光按原方向反射回去.由于激光的方向性好，因而可从地球上向月球上的激光反射器发射激光脉冲，只需测量发射脉冲和收到回波的时间间隔Δt，则测量月地距离为.类题演练2以下说法正确的是（）A.光纤通信利用了激光相干性好的特点B.激光武器利用了激光亮度高的特点C.激光写、读利用了激光亮度高的特点D.激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点解析：利用激光的相干性进行信息的传递.例如利用激光相干性好进行光纤通信；利用激光的平行度好进行精确测量和数据采集；利用激光的高亮度进行激光切割和焊接.答案：ABD变式提升22001年国家最高科学技术奖授予中科院院士王选，表彰他在激光排版上的重大科技贡献.激光是一种电磁波，某种排版系统中激光频率为4×1014 Hz，则该激光的波长为（）A.0.25 μmB.0.50 μmC.0.75 μmD.1.33×106 m 解析:根据公式v=λf可以有λ=m=0.75×10-6m=0.75 μm .答案：C中国书法艺术说课教案今天我要说课的题目是中国书法艺术，下面我将从教材分析、教学方法、教学过程、课堂评价四个方面对这堂课进行设计。
新课标教科版3-4选修三5.4《激光》课件
03
按工作物质分类
固体激光器、气体激光器、 液体激光器和半导体激光 器等。
按输出功率分类
低功率激光器、中功率激 光器和千瓦以上高功率激 光器等。
按工作方式分类
连续激光器和脉冲激光器 等。
02 激光的原理与技术
激光的产生原理
受激发射
在特定条件下，原子或分子的电子从低能级跃迁到高能级，再从高能级跃迁回低 能级，释放出光子，形成激光。
详细描述
由于激光的稳定性与可靠性，激光技术在精 密测量、通信和导航等领域具有广泛的应用 。例如，在精密测量领域，激光干涉仪被广 泛应用于长度、角度和位移等的测量；在通 信领域，激光的高带宽和低损耗特性使得光 纤通信成为可能；在导航领域，激光雷达被
广泛应用于距离、速度和位置等的测量。
04 激光的应用实例
测量
激光的相干性和单色性使 其在长度、角度、距离等 测量领域具有广泛应用。
加工
激光的高能量密度可用 于切割、焊接、打标等
加工领域。
军事
激光武器可用于防御和 攻击，激光雷达可用于
目标识别和导航。
03 激光的特性与优势
激光的高亮度特性
总结词
激光的高亮度特性使其在许多领域具有广泛的应用价值。
详细描述
激光的高亮度特性使其在照明、显示、打印等领域具有显著的优势。例如，在照明领域，激光的高亮度特性使其 成为夜间照明和舞台表演的理想选择；在显示领域，激光的高亮度特性使得全息投影和激光电视等显示技术得以 实现；在打印领域，激光的高亮度特性使得高清晰度打印成为可能。
激光的相干性
总结词
激光的相干性使其在干涉、衍射和光谱分析等领域具有广泛的应用。
详细描述
由于激光的相干性，激光干涉和衍射技术被广泛应用于测量和加工领域。此外，激光的相干性还使得 光谱分析技术得以实现，通过对激光光谱的测量和分析，可以获得物质成分、结构和状态等信息。
高中物理人教版(选修3-4)第十三章光第6节光的偏振+课件(46张)
雨后出现在天空中的彩虹
花园里喷淋器旁的彩虹
影机，两个摄影机的镜头相当于人的两只眼睛，它 们同时分别拍下同一物体的两个画像，放映时把两 个画像同时映在银幕上。如果设法使观众的一只眼 睛只能看到其中一个画面，就可以使观众得到立体 感。为此，在放映时，两个放像机每个放像机镜头 上放一个偏振片，两个偏振片的偏振化方向相互垂 直，观众戴上用偏振片做成的眼镜，左眼偏振片的 偏振化方向与左面放像机上的偏振化方向相同，右 眼偏振片的偏振化方向与右面放像机上的偏振化方 向相同，这样，银幕上的两个画面分别通过两只眼 睛观察，在人的脑海中就形成立体化的影像了。
1.自然光:由光源(太阳、电灯等）直接发光而来。 特 点：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的 光,且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
新课内容
三、自然光与偏振光的区别
2.偏振光:在垂直于传播方向的平面上，沿着某个 特定的方向振动的光叫做偏振光。
自然光
偏振光
起偏器
说 明：
（1）我们通常看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光 。 （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）入射角变化时偏振的 程度也有变化。
1.只有横波才有偏振现象 2.自然光 偏振光 光振动 3.光的偏振现象说明光是横波 4.实验中起偏器、检偏器的作用 5. 光的偏振现象的应用
结束
练习
1.如图所示，让太阳光通过遮光板M 中的小孔S ， 在M的右方放一偏振片P ，P 的右方再放一光屏Q ，现 以光的传播方向为轴逐渐旋转偏振片P ，关于屏Q 上
c 光的亮度变化情况，下列说法中正确的是（ ）
S
A、先变亮后变暗
B、先变暗后变亮 C、亮度不变
MP
高中物理 光的衍射 光的偏振 激光与全息照相课件 鲁科版选修34
4.偏振现象的应用举例 (1)在摄影中的应用：在镜头前安装一片偏振滤光片，可以 阻挡反射光进入镜头． (2)电子表的液晶(yèjīng)显示屏：在两块透振方向垂直的偏 振 片 当 中 插 进 一 个 液 晶 (yèjīng) 盒 ， 可 以 控 制 光 线 显 示 数 字． (3)夜晚行车时，车灯眩光的消除用的就是光的偏振原理． (4)立体电影也利用了光的偏振原理．
第七页，共31页。
(3)起偏器和检偏器
①起偏器：用于获得 偏振光 的偏振片．
② 检 偏 器 ： 为 了 检 查 通 过 (tōngguò) 起 偏偏器振的光光 是 不
是
，在起偏器后面再放的那一个偏振片．
③起偏器和检偏器都是偏振片．
第八页，共31页。
3．偏振现象的应用(yìngyòng)：立体电影、照相机镜头前的
第二十三页，共31页。
三、对光的偏振的理解 1．偏振片上的“狭缝”表示透振方向，而不是刻上的真实狭
缝． 2．只要光的振动方向不与透振方向垂直，都可以不同程度地
通过(tōngguò)偏振片，不过强度要比振动方向与透振方 向平行的光弱一些．
第二十四页，共31页。
3．自然光和偏振光
自然光
光的 来源
直接从光源发出的光
亮度 好、
强、
高等特点．
第十页，共31页。
2．激光的应用 (1)在家中，CD、VCD、有线电视； (2)在联网的计算机上，收集图文信息、收发电子邮件、网 上购物(ɡòu wù)； (3)在医院里，治疗疾病(jíbìng、) 整容美容； (4)在军事领域，激光制导炸弹测、量(cèliáng)距、离跟踪目标、传 递军事情报．
第十八页，共31页。
二、单缝衍射与双缝干涉的比较 1．不同点
高中物理选修3-4光的偏振ppt课件
(三门峡市2014～2015学年高二下学期期末)如 图所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让 太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P 上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，则关于光屏上光的亮度 变化情况，下列说法中正确的是( )
A．光屏上光的亮度保持不变 B．光屏上光的亮度会时亮时暗 C．光屏上有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线 D．光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动 解析：太阳光是自然光，沿轴线通过光屏M上的小孔照射 到固定不动的偏振片P后成为偏振光，当偏振片P与Q平行时， 亮度最大，当偏振片P与Q垂直时，光屏没有亮度，所以光屏 上光的亮度是由亮到暗，再由暗到亮，不会有亮线产生，故B 正确。 答案：B
面，容易发生事故。如果在每辆车灯玻璃上和司机坐席前面的 挡风玻璃上安装一块___偏__振__片___，并使它们的透振方向跟水平 方向成___4_5_°_____角，就可以解决这一问题。
3．立体电影 立体电影也是利用了光的___偏__振_____原理。
重点难点突破
一、偏振现象 1．波的偏振 (1)狭缝对横波、纵波的影响 如果在波的传播方向上放一带狭缝的木板，不管狭缝方向 如何，纵波都能自由通过狭缝；对横波，只有狭缝的方向与横 波质点的振动方向相同时，横波才能毫无阻碍地通过狭缝；当 狭缝的方向与质点的振动方向垂直时，横波就不能通过狭缝， 这种现象叫做偏振。如图所示。
2．自然光通过偏振片后，只有振动方向跟透振方向一致 的光才能通过。这时的光只沿着一个特定的方向振动，显示偏 振性。
如图，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，随振动方向与“透振方向”的夹角变大，亮 度逐渐变暗。
鲁科版高中物理选修3-4：激光与全息照相_课件1
【例题 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 光为偏振兴 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 处将看到光亮
偏振现象及其应用
●问题导引●
你看过立体电影吗?电影中的精彩镜头让你心惊肉跳:火车向着你冲过 来,从头顶上飞过去,凶猛的怪兽张牙舞爪地对着你飞奔而来……很惊险刺 激,为什么立体电影会有这样神奇的效果?
提示:这是应用了光的偏振现象。在观看立体电影时,观众要戴上一副 特制的眼镜,这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片。
(5)激光的相干性好。 所谓相干性好,是指容易产生干涉现象。普通光源发出的光(即使是所 谓的单色光)频率是不一样的,而激光器发生的激光的频率几乎是单一的, 并且满足其他的相干条件。所以,现在我们做双缝干涉实验时,无须在双缝 前放一个单缝,而是用激光直接照射双缝,就能得到既明亮又清晰的干涉条 纹。利用相干光易于调制的特点,传输信息,所能传递的信息密度极高,一条 细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视,全国 人民同时通话还用不完它的通讯容量,而光纤通信就必须借助激光技术才 能发展。
●问题导引●
激光早已进入我们生活的方方面面。我们知道,每一种商品上都有一组 按一定规则排列的粗细不同的黑色线条,这就是此商品的条形码(如图甲所 示)。售货员用条形码扫描仪发出的激光对着条形码扫一下,就可以进行结 算。你能简单说明其中的道理吗?
提示:售货员用条形码扫描仪(图乙)发出的激光对着条形码扫一下,由于黑 条、空白条对激光的反射能力不同,这一商品条形码所反射的激光就把其信 息输入电脑,商品的名称、价格就显示在收银机的屏幕上,售货员就可依据 显示价格进行结算。
鲁科版高中物理选修3-4课件5.4激光与全息照相(讲述式)
（金戈铁骑 整理制作）
选修3-4
5.4激光与全息照 相
学习目 标
1.了解什么是激光； 2.掌握激光的特性； 3.了解激光的应用，比如全息照相等.
复习回 顾
光是怎样产生的呢？
光是从物质的原子中发射出来的，原子 获得能量后处于不稳定状态，它会以光 子的形式将能量发射出去。
听说过激光吗？知道激光是如何产生的吗？
光条码器
三、激光的应用
（2）激光唱片：基于定向激光束扫描记录和扫 描检测的原理，人们制成了商品化的视频录相 盘，即光盘，可将1小时甚至几小时的视频内容 记录到盘上，然后借助激光检测设备，将光盘 内容显示出来。
三、激光的应用
（3）空间激光通信
Laser
三、激光的应用
（4）激光光纤通信
皮
心子（石英）
Δl＝c·Δt＝3.0×108×1.0×10－11m＝
(2)一3个.0光×脉10冲－3所m 携带的能量：ΔE＝P·Δt＝ 1.0×需1要01光0×脉1冲.0×数1为0－：11nJ＝E0./1△J E＝
300(个)
课外阅读——激光的 1958年，贝发尔展实验史室的汤斯和肖洛发表
了关于激光器的经典论文，奠定了激
光直接照参射考到光感光底片上(称为________)，另一 物部光分通过拍射物反射后再到达底片(称为_____) 干涉．物条光纹和参考光在底片相遇时会发生干涉，形成
复杂的_________，底片上某点的明暗程度反映
了两束光叠加后激到达光这点时光波的强弱．也就是
说记录了物光的全部信息和两束光的干涉条纹．
集2．大应到用难以想象的能量．
激光的应用：应用相它干的性________，激光能像无线电波那 样进行调制平，行用度来好传递信息．应用_________，精密
鲁科版高中物理选修3-4课件5.3光的偏振(讲述式)
自然光
变为偏振
偏振片P和Q，在Q的后边放上光屏，如B光图所
A．示Q，不动则，下旋列转说偏法振正片确P，的屏是上(光的亮)
D
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，当旋Q与转P偏的振透片振Q方，向屏平上行光时的，亮通过Q的 度不变 光强最大
二、偏振光的获取
方法(1)：用起偏器获 取偏振检光
2．自然光和偏 振光
一、对偏振现象的理解
特别提醒：(1)偏振现象在生活中非常普遍 ，并不是只有自然光通过偏振片后才变 为偏振光，生活中除光源直接发出的光 外，我们看到的绝大部分光都是偏振光 ，如自然光射到水面时的反射和折射光 线，尤其是二者互相垂直时，都是典型 的偏振光．
一、对偏振现象的理解
例1、在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个
新知预 习
二、光的分类
1.自然光：太阳、电灯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 振动着强的度光，而且沿着各个方向振动的光 波的______都相同．
2.偏振光 ①自然光通过一偏致振片(叫做起偏器)之后，只
有振动方向与偏振片的透振方向____某__个的特定 光波才能顺利通过．也就是说光通过偏振
C．将B转过180°将在P处看到偏光振亮
D．透将振A方转向过平行90时°，将看在到P处看到光光亮.
的光最亮
三、偏振光的应用
1、汽车车灯
互相垂 直
三、偏振光的应用
2.观看立体电 影
在拍摄立体电影时，用两个摄 影机，它们同时分别拍下同一 物体的两个画像，放映时把两 个画像同时映在银幕上。在放
映时，两个放放像机每个放像
C．自然光只能是白光，而偏振光不能是白光 D．自经和过折然反 射光射 也和偏振光都能颜率使色决感由定光频 底片感光
高中物理 5.35.4 光的衍射与偏振 激光课件 教科版选修34
课堂(kètáng)讲 义
• 【例4】 下列说法正确的是 ()
• A．激光可用于测距 • B．激光能量十分集中，只可用于加工金属
材料 • C．外科研制(yánzhì)的“激光刀”可以有效地
减少细菌的感染 • D．激光可用于全息照相，有独特的特点
第二十二页，共23页。
课堂(kètáng)讲 义
• D．A有变化(biànhuà)，B不变
图5－3－3
第十九页，共23页。
课堂(kètáng)讲 义
• 解析 白炽灯光包含各方向的光，且各个方向 的光强度相等，所以旋转偏振片P时各方向透 射光强度相同(xiānɡ tónɡ)，故A点光的强度不 变；白炽灯光经偏振片P后为偏振光，当P旋转 时，只有与Q的偏振方向一致时才有光透过Q， 因此B点的光强有变化，选项C正确．
第十二页，共23页。
课堂(kètáng)讲 义
• 2．相同点 • (1)都有明暗相间(xiāngjiàn)的条纹，条纹都
是光波叠加时加强或削弱的结果． • (2)都是波特有的现象，表明光是一种波．
第十三页，共23页。
课堂(kètáng)讲 义
• 【例2】 如图所示的4种明暗相间的条纹，是 红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成 的干涉图样(túyàng)以及黄光、紫光各自通过 同一个单缝形成的衍射图样(túyàng)(黑色部分 表示亮纹)．则在下面的四个图中，哪个图是 蓝光形成的干涉图样(túyàng)( )
• 答案 A
第十五页，共23页。
课堂(kètáng)讲 义
• 三、对光的偏振的理解(lǐjiě) • 1．偏振片上的“狭缝”表示透振方向，而不
是刻上的真实狭缝． • 2．只要光的振动方向不与透振方向垂直，都
5.4激光与全息照相课件（22张）-福建省莆田第二中学2020-2021学年高二物理鲁科版选修3-4
2.即使是全息照片的一块残 片,也可以看到整个物体的立体 象.因为拍摄照片时,物体上的 点发出的物光在整个底片上处 处与参考光发生干涉,也就是说, 在底片上处处都有某一点的记 录。
第4 节 激光与全息照相
激光的产生
1、光的产生：原子获得能量后处于不稳定状态，会以光子 的形式向外发射能量，这个能量就是光。
2、自发发射：一般光源自发地发出光，所发出的光频率 不一、相差不稳定、方向不同。这种是自然 光，即普通光。
3、受激发射：原子受到外来光子的激发，会发射出与这个 外来光子“四同”（同频率、同相差、同偏 振、同传播方向）的光，这种就是激光。
全息技术的应用
在全息照相的基础上，全息技术还扩展到红外、 微波、超声领域，进一步发展形成了全息干涉 术、彩色全息、及彩虹全息和周视全息等新的 全息技术。由于全息照相具有三维成像的特点， 可重复记录，而且，每一小块全息底片都能再 现物体的完整，其用途十分广泛。可广泛用于 精密干涉计量、无损探伤、全息光弹性、微应 变分析和振动分析等科学研究。利用全息干涉 术研究燃气燃烧的过程、机械件的振动模式、 蜂窝板结构的粘结质量和汽车轮胎皮下缺陷检 查等已得到广泛应用。全息照相用作商品和信 用卡的防伪标记已形成产业，正在发展的全息 电视还将为人类带来一场新的视觉革命。
1.激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重要的卫星或飞
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
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没有光纤和激光器发明就不会有现在的如此发达的互联网。
二、激光的特点及应用
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。
偏振光也
B．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光 是光波
C．自然光只能是白光，而偏振光不能是白光
D．自然光和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ振光都能使感光底片感光
经过反射 和折射也 可以获得
颜色由频 率决定
典型例题
例3、如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，
人眼在图中P处迎着光入射的方向，看不到光亮，则
(BD)
两个偏振片透振方向互相垂直 自然
光是一种横波 自然光和偏振光
二、偏振光的获得
偏振片法、反射和折射法
三、偏振光的应用
汽车车灯、立体电影、偏光镜头、橱窗设计等等
典型例题
自然光
变为偏振光
例1、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
BD Q的后边放上光屏，如图所示，则下列说法正确的是(
)
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
当Q与P的透振方向平行时，通过Q的光强最大
典型例题
D 例2、 关于自然光和偏振光，下列说法正确的是( )
A．自然光能产生光的干涉现象和衍射现象，而偏振光
却不能
波的特有属性
在拍摄立体电影时，用两个摄影机， 它们同时分别拍下同一物体的两个画 像，放映时把两个画像同时映在银幕 上。在放映时，两个放放像机每个放 像机镜头上放一个偏振片，两个偏振 片的偏振化方向相互垂直，观众戴上 用偏振片做成的眼镜，左眼偏振片的 偏振化方向与左面放像机上的偏振化 方向相同，右眼偏振片的偏振化方向 与右面放像机上的偏振化方向相同， 这样，银幕上的两个画面分别通过两 只眼睛观察，在人的脑海中就形成立 体化的影像了。
互相垂直
四、偏振光的应用
另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围 建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁 不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射 光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透 射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。
四、偏振光的应用
2.观看立体电影
一、激光的产生
某些物质的原子中的粒子受光或电刺 激，使低能级的原子变成高能级原子，而 辐射出相位、频率、方向等完全相同的 光，这种光叫作激光。
激光的产生原理是利用了物质原子受 激辐射后发生跃迁的特性。
二、激光的特点及应用
1．相干性：激光是一种人工产生的相干光。 （相干光的条件：频率相同，相位差恒定，偏振方向一致）单 色性很好．激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的．
选修3-4
5.3 光的偏振
知识回顾：
1、在前面的学习中，我们知道光能发 生干涉和衍射现象，这说明光是什么？
光是一种波
2、波按振动方向与传播方向之间的关 系可以分为哪几种？
分为横波和纵波
思考：光波(电磁波)是横波，还是纵波 呢？
一、横波与纵波的区别——横波的偏振现象
实验1：取一根软绳， 一端固定在墙上，手持 另一端上下抖动，就在 软绳上形成一列横波。
3、如果反射光垂直折射光，
反射光是完全偏振光，折射 光是部分偏振光，此时的入
布儒斯特角
射角叫布儒斯特角。
ib
偏振光
i2
夜间行车隐患
安装偏振照明灯
四、偏振光的应用
1、偏振光照明灯(汽车夜行照明)
把偏振片安装在驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻 璃罩上，而且规定它们的透振方向都沿同一方向与水 平面成45°角。这样，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。当汽车在夜间 行驶时，可避免对面车灯造成的视觉眩晕，保证行车 安全。
A．图中a是偏振光
光
B．图中b是偏振光.
C．将B转过180°将在P处看到光亮
D．将A转过90°将在P处看到光亮.
透振方向平行时，看到的光最亮
偏振光
5.4 激光与全息照相
复习回顾 光是怎样产生的呢？
光是从物质的原子中发射出来的，原子获 得能量后处于不稳定状态，它会以光子的 形式将能量发射出去。
听说过激光吗？知道激光是如何产生的吗？
当狭缝方向与横波振 动方向相同时，横波可 以通过狭缝；
当狭缝方向与横波振 动方向垂直时，横波不 能通过狭缝。
实验2： 纵波没有偏振现象
将绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波. 发现：无论狭缝怎样放置，弹簧上的纵波都可以 通过狭缝传播。
原因：纵波振动方向与波的传播方向在同一直线.
思考：我们可以怎样检验光是横波还是 纵波？ ——用偏振片检验
偏振片P
只有“振动”方向 与透振方向一致的光才 可以通过偏振片P。
光的传播方向 透振方向
形象说明偏振片的原理
通光方向
二、光的偏振
实验1：让太阳光或灯光通 过偏振片P。
现象： 旋转偏振片P，
屏上的亮度不变。
???
没有出现 偏振现象！
自然光：
普通光源发出的光，各个振 动是杂乱无章的，我们把它叫自 然光（由光源直接发出的光）。
现在，让软绳穿过一块带有狭缝的木板，如果 狭缝与振动方向平行，则振动可以通过狭缝传到木 板的另一侧（图甲）．如果狭缝与振动方向垂直， 则振动就被狭缝挡住而不能向前传播（图乙）。
一、横波与纵波的区别——横波的偏振现象
一、横波与纵波的区别——横波的偏振现象
实验1： 横波的偏振现象
横波：质点振动方向与波的传 播方向垂直。
特点：包含着在垂直于传播方向 上沿一切方向振动的光，且各振 动方向的光强相等。
偏振光:在垂直于传播方向的平面内，只沿某一 个方向振动的光。反射光都是偏振光。
自然光
....
偏振光
.
起偏器
检偏器
三、偏振光的产生方式
1、光通过偏振片后成为偏振光（完全偏振）。
2、除了光源直接发出的光，我们看到的反射光、折射光，都 是不同程度的偏振光（部分偏振）。
三、偏振光的应用
三、偏振光的应用
四、偏振光的应用
3.偏光镜头
四、偏振光的应用
3.偏光镜头
四、偏振光的应用
不加偏振片拍摄，橱 窗中景物模糊不清
加偏振片拍摄，景 物变清晰
四、偏振光的应用
4.橱窗设计
玻璃门表面的反光很强 用偏光镜消除了反射偏振光 使玻璃门内的人物清晰可见
课堂小结
一、横波和偏振现象