2024-2025学年高二物理同步学与练(人教版)4.6 光的偏振 激光 (解析版)

第6课光的偏振
激光学习目标课程标准学习目标观察光的偏振现象，了解现象产生的条件，知道其
在生产生活中的应用。

知
道光是横波。

1．知道光是横波。

2．了解光的偏振现象，知道偏振是横波的特性。

3．知道自然光和偏振光。

4．了解偏振现象的实际应用。

5．了解激光的特点及其应用。

02
预习导学
（一）课前阅读：
横波、纵波、机械波、电磁波、光波、干涉。

（二）基础梳理
一、光的偏振及其应用
1.光的偏振
(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿
振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都
相同.
(2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿
着某个的方向振动的光.(3)偏振光的形成
①让自然光通过形成偏振光.
②让自然光在两种介质的界面发生反射和，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光.(4)光的偏振现象说明光是一种波.
【概念衔接】自然光、偏振光、偏振片、反射、折射【拓展补充】只有横波才有偏振现象【即学即练】1.（多选）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 处将看到光亮
解析自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏
【拓展补充】激光可以产生高压
1．判断题
（1）．激光可以进行光纤通信是利用了相干性好的特点．()
（2）．激光可用做“光刀”来切开皮肤是利用激光的相干性好．(
)（3）．全息照相技术只能记录光波的强弱信息．(
)
答案：
（1）．激光可以进行光纤通信是利用了相干性好的特点．(√)
（2）．激光可用做“光刀”来切开皮肤是利用激光的相干性好．(×)
（3）．全息照相技术只能记录光波的强弱信息．(×)2．在拍摄水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振滤光片,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
答案：A 解析：由于反射光的干扰,景物的像常常比较模糊,装上偏振滤光片可以减弱反射光,从而使景物的像更清晰,故选A。

03
探究提升
环节一光的偏振及其应用思考：1．如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P 和Q ，A 点位于P 、Q 之间，B 点位于Q 右侧．
旋转偏振片P ，A 、B 两点光的强度变化情况是()
时间内集中很大的能量光做“光刀”、激发
核反应等2.全息照相(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：全息照片的拍摄利用了光的干涉原理．
3．【答案】相干性好
【解析】全息照相利用激光的频率单一、相干性
好的特点，使参考光和物光有很高的相干性，拍摄
立体照片．
是对角膜进行切削，改变角膜的形状，使眼球中的凸透镜的焦距适当变大，物体经过角膜和晶状体后成像
在视网膜上，C 错、D 对．
【微点拨】用激光更容易完成干涉、衍射实验
A．A、B均不变B．A、B均有变化
C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变
答案C
解析白炽灯光包含向各方向振动的光，且各个方向振动的光的强度相等，所以旋转偏振片P时各方向透射光强度相同，故A点光的强度不变；白炽灯光经偏振片P后变为偏振光，当Q旋转时，只有与P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．
2．如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的振动方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化。

设起偏器和检偏器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理。

正确的说法是()
A．到达检偏器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大
B．到达检偏器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大
C．到达检偏器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小
D．到达检偏器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小
解析：选B根据题意知，温度变化越大，光通过光纤时振动方向变化越大，起偏器和检偏器的透振方向是相同的，光从光纤中通过时振动方向变化越大，透过检偏器的光强度就会越小，所以光接收器接收的光强度也就会越小。

因此选项B正确。

环节二激光特点及其应用
问题探究：（多选）关于激光的应用，下列说法中正确的是()
A．光纤通信是应用激光相干好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行信息传递
B．计算机内用“磁头”可读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点来进行的
C．医学中用激光作“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”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点
E．激光打孔是应用了激光相干性好的特点
【答案】ABC
【解析】光纤通信主要利用激光的相干性好的特点，选项A正确；计算机内的“磁头”可读出光盘上的信息主要应用了激光的平行度好的特点，选项B正确；医疗中用激光作“光刀”和工业上用激光打孔都是利用了激光的亮度高的特点，选项C正确，E错误；激光测距利用的是激光的平行度好的特点，选项D错
误．
04体系构建
(1)自然光与偏振光的比较
类别自然光(非偏振光)偏振光
光的
来源
从普通光源发出的光自然光通过起偏器后的光
光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，
光沿任意方向振动，且沿各个方向
振动的光的强度相同
在垂直于光的传播方向的平面内，
光沿特定方向振动
(2)偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等。

05记忆清单
一、光的偏振及其应用
★学习聚焦：
(1)自然光：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。

(2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。

(3)偏振光的形成
①让自然光通过偏振片形成偏振光。

②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。

(4)光的偏振现象说明光是一种横波。

二、激光特点及其应用
★学习聚焦：人造
06
01
强化训练
1、（多选）如图所示，P是一个偏振片，P的透振方向(用带箭头的实线表示)为竖直方向。

下列四种入射光束中照射P时能在P的另一侧观察到透射光的是()
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
解析：选ABD太阳光可以向各个方向振动，所以能通过偏振片观察到光，A项正确；沿竖直方向振动的光与偏振片的透振方向一致能通过偏振片，所以B项正确；沿水平方向振动的光与透振方向垂直，通过偏振片观察不到透射光，所以C项错误；只有透振方向与光的振动方向垂直时才观察不到透射光，沿与竖直方向成45°角振动的光能通过偏振片观察到透射光，所以D项正确。

2、（多选）食品安全检验中碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量.偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了.如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间.以下说法中正确的是()
A.到达O处光的强度会明显减弱
B.到达O处光的强度不会明显减弱
C.将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于α
D.将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α
答案ACD
解析偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度α，所以到达O处光的强度会明显减弱，故A正确，B错误；将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于α，故C正确；同理，将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A 转过的角度等于α，故D正确.
3．（多选）下列有关光学现象的说法正确的是()
A.光从光疏介质射入光密介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射
B.做双缝干涉实验时，仅用红光替代紫光，相邻亮条纹间距变大
C.在白光下观察肥皂泡，其表面的相邻各条纹是等间距的
D.光的偏振现象表明光是横波
答案BD
4、（多选）电子表的显示屏利用了液晶的旋光性,当液晶上不加电压时,偏振光通过液晶时偏振方向会旋转90°,这就是液晶的旋光性,如果在液晶上加上电压,则旋光性消失。

有一种电子表的显示屏是透明的,而在
显示数字时,数字的笔画处不透光,则关于该显示屏,下列说法正确的是()
A.上下两个偏振片的透振方向相互垂直
B.上下两个偏振片的透振方向相互平行
C.笔画处为透明电极,因此加上电压时变为不透明的
D.笔画处没有电极,其余部分为透明电极
答案：AC
解析：假设光从下向上传播,光线通过下偏振片时成为偏振光,如果不加电压,偏振光通过液晶时偏振方向旋转90°,此时光线能透过上偏振片,可知上偏振片的透振方向应与此时偏振光的偏振方向相同,即与下偏振片的透振方向垂直,选项A正确,B错误;组成数字的笔画处有时透明,有时不透明,可知笔画处为透明电极,当加上电压时液晶旋光性消失,光线不能透过上偏振片,选项C正确,D错误。

5.（多选）所图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，让太阳光或白炽灯光通过狭缝S形成细光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心)，产生反射光束1和透射光束2.现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动，使反射光束1和透射光束2恰好垂直，在入射光线的方向上加偏振片P，偏振片与入射光线垂直，其透振方向在纸面内，这时看到的现象是()
A．反射光束1消失
B．透射光束2消失
C．反射光束1和透射光束2都消失
D．偏振片P以入射光线为轴旋转90°角，透射光束2消失
答案AD
解析自然光射到界面上，当反射光与折射光垂直时，反射光和折射光的偏振方向相互垂直，且反射光的偏振方向与纸面垂直，折射光的偏振方向与纸面平行．因此当在入射光线方向垂直放上透振方向在纸面内的偏振片P时，因反射光垂直于纸面，则反射光束1消失，透射光束2不消失，A正确，B、C均错误．偏振片P转动90°，平行于纸面内的光消失，则透射光束2消失，D正确．
6．（多选）如图所示，一束自然光通过起偏器照射到光屏上，则图中光屏上发亮的有(起偏器上用箭头表示其透射方向)()
解析：选ABD自然光通过偏振片后成为偏振光，当偏振光的振动方向与偏振片的透振方向平行时能够通过，垂直时不能通过，所以A、B、D正确。

7、(多选)下列说法正确的是()
A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
B．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
C．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的色散现象
D．泊松亮斑是光的衍射现象，全息照相的拍摄利用了激光的相干性
E．光纤通信和医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
答案CDE
8．光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特性的是()
A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化
B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光
C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹
答案D
解析在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光是偏振光，A、B选项反映了光的偏振特性，
C是偏振现象的应用，D是光的衍射现象．。