光的偏振激光课件 -高二物理人教版(2019)选择性必修第一册

激光的特点及应用
(1)相干性好：激光具有频率单一、相位差恒定、偏振方向相同的特点， 是人工产生的相干光，具有高度的相干性.容易产生干涉现象。 应用：光纤通信、全息照相
激光是最好的相干光： 用激光器做光源观察光 的干涉和衍射现象，都 能取得较好的效果。
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。
狭缝的木板，不管狭缝方向如何，在一条
弹簧上传播的纵波都能自由通过狭缝。
纵波在竖直狭缝中的传播情况
纵波在水平狭缝中的传播情况
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2.狭缝对横波的影响 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。
狭缝与振动方向平行
观察光的偏振现象
2.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 ，沿着 这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，这个方向叫作“透振方向”。
导入
导入
如图所示，观察光源(或阳光)通过偏振片后透射光的强度变化 (1)让阳光或灯光通过偏振片P，在P的另一侧观察，透射光的强度有什么 变化？如果以光的传播方向为轴旋转偏振片P，透射光的强度又如何变化？
说明了光是横波
继续旋转偏振片Q，亮度 变暗，当偏振片Q的透振 方向与偏振片P的透振方 向垂直时，亮度最暗。
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动画展示
3.自然光和偏振光 (1)自然光：太阳以及日光灯、发光二极管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，而且沿各个方向振动的 光波的强度都相同。这种光是“自然光”。
激光切割
激光枪
反卫星武器
1964年，王淦昌院士就提出了 激光核聚变的初步理论。 1986年，我国激光核聚变实验 装置“神光”研制成功。
激光控制核聚变
激光理疗、组织焊接、激光刀切割以及激光美容等。
目标一：
偏振现象
横波特有
偏振现象及
偏振片
光
光的偏振
的
光的偏振
自然光和偏振光 光是一种横波
偏
目标二：
摄影技术
狭缝与振动方向垂直
偏振现象及光的偏振
1.偏振现象：不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能 是 不同的，这种现象称为“偏振现象”，横波的 振动方向 称为 “偏振方向”。
狭缝与振动方向平行
狭缝与振动方向垂直
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光的干涉、衍射现象都说明光是一种波。光波是横波还是纵波呢？
光的干涉
光的衍射
光能否发生偏振现象？
可以看到偏振片是透明的，只是透射光暗了一些；继续旋转偏振片P， 透射光的强度不发生变化。
导入
动态展示
自然光
....
偏振片P
... ...
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(2)在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q，以光的传播方向为轴旋转偏 振片Q，观察通过两块偏振片的透射光的强度有什么变化？
乙
丙
当偏振片Q的透振方向与 偏振片P的透振方向平行 时，透射强度与只有偏 振片P时的强度一样。
激光的特点及其应用
美丽的激光秀
普通光源与激光
1.普通光源与激光 (1)普通光源 光是从物质的原子中发射出来的，普通光源发出的自然光是许多频率、 相位、偏振以及传播方向各不相同的光的杂乱无章的混合。这导致两个 独立的普通光源发出的光不会发生干涉。 (2)激光的产生 激光是原子受激辐射产生的光，发出的光的相位差、 频率 、 振动方向均 相同，两列相同激光相遇可以发生干涉。激光是人工产生的 相干 光。
4.6 光的偏振 激光
导入
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立体电影出现于1922年。它能产生三维立体效果，当观众戴上立体眼 镜观看时，有身临其境的感觉，亦称“3D立体电影”。 你看过立体电 影吗?看立体电影为什么要戴上特制的眼镜?你能解释其中的奥秘吗?
导入 偏振现象及光的偏振
用实验区别横波和纵波 1.狭缝对纵波的影响
如图所示，如果在波的传播方向上放一带
y y
z
x x
自然光表示法 沿 z 轴传播的自然光
(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，
这种光叫作偏振光。 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。入射角变化时偏振的程度也有变化。
振动垂直于纸面
振动在纸面内
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的，并且偏振方向互相垂直。
未使用偏振镜前
使用偏振镜后
2.偏振片在汽车挡风玻璃上的应用：汽车夜间行驶与对面的车辆相遇时， 如遇远光灯引发炫目，极易引起车祸。如果驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻 璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振方向都沿同一方向并与水平面成 45°，可避免远光灯引发炫目，保证行车安全。
未装偏振照明灯的情景 安装偏振照明灯的情景
激光全息技术
(2)激光的平行度非常好，传播很远的距离后仍能保持一定的强度. 应用：激光测距、测速，信息存储和阅读，为枪械、火炮、导弹等武器提 供目标指引.
卫星激光测距仪
手持式雷达测速仪
光盘(VCD 、DVD)刻录和读取
(3)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.所谓 亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率. 应用：用激光束切割、焊接，医学上可以用激光做“光刀”，激发核 聚变等.
振
偏振现象
汽车挡风玻璃
的应用 激
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立体电影
光
目标三：
相干性好 光纤通讯等
激光的特点
平行度好 精确测距等
及其应用
亮度高 切割、焊接等
3.立体电影：在每架放映机前装有一块偏振片，其透振方向 互相垂直 。观 众所戴的偏振眼镜的两只镜片透振方向互相垂直，且左眼镜片与左放映 机前偏振片的透振方向一致，右眼镜片与右边放映机前偏振片的透振方 向一致。这样，左眼只能看到左边放映机放映出的画面，右眼只能看到 右边放映机放映出的画面，两眼看到的画面略有差别，因而产生立体感。
偏振现象的应用
1.摄影技术中的应用：摄影师在拍摄池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物时， 由于水面和玻璃表面的反射光的干扰，景象会不清楚。如果在照相机镜头 前装一片 偏振滤光片，转动滤光片，让它的透振方向与水面和玻璃表面的 反射光的偏振方向 垂直 ，就可以减弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。
无偏振镜
有偏振镜
偏振现象的其它应用
液晶显示
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。
昆虫对偏振光的应用：人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些 昆虫的眼睛对偏振却很敏感。比如蜜蜂有五只眼、三只单眼、两只复眼， 每只复眼包含有6300个小眼，这些小眼能根据太阳的偏光确定太阳的方 位，然后以太阳为定向标来判断方向，所以蜜蜂可准确无误地把它的同 类引到它所找到的花丛。