光的偏振和激光
光的干涉衍射和偏振和激光
光波在空间传播时，会遇到各种障碍物或孔、缝等，此时光波会绕过这些障碍物或孔、缝等继续传播，这种现象称为光的衍射。
发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸可以与光波的波长相比，甚至比波长还小。
当孔或障碍物的尺寸小于0.5mm时，会出现明显的衍射现象。
光通过很小的孔、缝或障碍物时，会在屏上出现明暗相间的条纹，且中央条纹最亮，越向边缘越暗。
另一方面，当两列光波在空间相遇时，如果它们的频率相同，振动方向一致，相位差恒定，那么这两列光波就会叠加形成稳定的亮暗相间的条纹，这种现象称为光的干涉。
只有相干波源发出的光互相叠加，才能产生干涉现象。
单色光的干涉条纹是等间距的，而白光的干涉条纹则是彩色的，中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹。
此外，光还具有偏振现象。
偏振光是指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。
光的偏振说明光是横波。
自然光是光矢量在各个方向上都不发生偏振即对称分布的光。
如果介质是偏振材料，则光在传播过程中会发生偏转，入射角不一定等于出射角，但始终遵循光的直线传播定理。
激光则是一种特殊的光源，它具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等特点。
激光的这些特性使得它在许多领域都有广泛的应用，如通信、医疗、军事、科研等。
总的来说，光的干涉、衍射和偏振是光波动性质的表现，而激光则是一种特殊的光源，具有许多独特的应用。
光的偏振、全反射、激光
13.6、7、8 光的偏振、全反射、激光三维教学目标1、知识与技能（1）了解光嘚偏振现象，理解光嘚全反射现象；（2）掌握临界角嘚概念和发生全反射嘚条件；（3）了解全反射现象嘚应用，了解激光嘚产生和常见嘚应用。
2、过程与方法：通过观察演示实验，理解光嘚全反射现象，概括出发生全反射嘚条件，培养学生嘚观察、概括能力；通过观察演示实验引起学生思维海洋中嘚波澜，培养学生透过现象分析本质嘚方法、能力。
3、情感、态度与价值观：渗透学生爱科学嘚教育，培养学生学科学、爱科学、用科学嘚习惯，生活中嘚物理现象很多，能否用科学嘚理论来解释它，更科学嘚应用生活中常见嘚仪器、物品。
教学重点：掌握临界角嘚概念和发生全反射嘚条件（折射角等于90°时嘚入射角叫做临界角，当光线从光密介质射到它与光疏介质嘚界面上时，如果入射角等于或大于临界角就发生全反射现象）。
教学难点：全反射嘚应用，对全反射现象嘚解释，光导纤维、自行车嘚尾灯是利用了全反射现象制成嘚；海市蜃楼、沙漠里嘚蜃景也是由于全反射嘚原因而呈现嘚自然现象。
教学方法：引导、探究教学手段：实验与计算机相结合教学用具：全反射现象演示仪，接线板，烟雾发生器，火柴，产生烟雾嘚烟雾源，半圆柱透明玻璃(半圆柱透镜)，弯曲嘚细玻璃棒(或光导纤维)，烧第1页-杯，水，蜡烛，火柴，试管夹、镀铬嘚光亮铁球(可夹在试管夹上)，自行车尾灯(破碎且内部较完整)，直尺。
教学过程：光嘚偏振、全反射、激光（一）引入演示1：将光亮铁球出示给学生看，在阳光下很刺眼，将光亮铁球夹在试管夹上，放在点燃蜡烛上熏黑，将试管夹和铁球置于烛焰嘚内焰进行熏制，一定要全部熏黑，再让学生观察。
然后将熏黑嘚铁球浸没在盛有清水嘚烧杯中，现象发生了，放在水中嘚铁球变得比在阳光下更亮。
好奇嘚学生误认为是水泡掉了铁球上黑色物，当老师把试管夹从水中取出时，发现熏黑嘚铁球依然如故，再将其再放入水中时，出现嘚现象和前述一样，学生大惑不解，让学生带着这个疑问开始学习新嘚知识——全反射现象。
【教案】光的偏振+激光+教案-2022-2023学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
4.6光的偏振激光〖教材分析〗本节完整的解释了光是横波，阐述了光的偏振现象，以及光的偏振在生产、生活、科技等方面的应用。
偏振现象对于学生来说不好理解，所以教材先从绳波会发生偏振入手，再通过类比去介绍光的偏振。
在教学中，重点介绍我国在激光领域的成果。
〖教学目标与核心素养〗物理观念∶知道光的偏振现象和光是一种横波。
科学思维∶通过比较偏振光和自然光的区别，能运用偏振光的知识看待生活中的光学现象。
科学探究：通过观察光的偏振现象，理解光波的是不一样的横波，有着不同的偏振方向，这一特性。
科学态度与责任∶知道我国在激光领域的先进成果，培养民族自豪感。
〖教学重难点〗教学重点：光的偏振现象及其应用。
教学难点：偏振光的理解。
〖教学准备〗弹簧、激光笔等。
〖教学过程〗一、新课引入在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，如果不戴这副眼镜，银幕上的图像就模糊不清了。
这是为什么？二、新课教学（一）偏振我们已经知道质点的振动方向和波的传播方向垂直的波是横波。
质点的振动方向和波的传播方向平行的是纵波。
光波的振动情况是不可见的，那么光的波动情况，只能通过其他方式来证明。
窄缝原理：以绳波为例，让绳子穿过一个窄缝，如果绳波的方向与窄缝相同，绳波就可以穿过窄缝继续传播。
如果绳波的方向与窄缝垂直，绳波的振动就会带窄缝阻挡，无法穿过窄缝。
明确两个概念：偏振现象：传播方向相同，振动方向也可能不同。
偏振方向：横波的振动方向。
例如，一列沿水平方向传播的横波，既可能沿上下方向振动，也可能沿左右方向振动，还可能沿其他“斜”的方向振动。
而纵波则不同，以声波为例，在声源后放置两条窄缝，无论怎样调节窄缝的方向，剩余的强度都没有变化。
再比如弹簧形成的纵波，它也可以穿过相互垂直的两窄缝。
以上例子说明，纵波一定能够通过窄缝，横波不一定。
那就可以用窄缝原理来检测光波是横波还是纵波。
（二）光的偏振思考：光的干涉和衍射现象都说明光是一种波。
波又分为横波和纵波，光究竟是横波还是纵波呢？可以用窄缝原理来检测光波是横波还是纵波。
高中物理光的偏振 激光课后习题答案
高中物理光的偏振激光课后习题答案1.什么是光的偏振现象？光的偏振现象对认识光的本性有什么意义？解析：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叫作偏振光，偏振光只能通过偏振方向与它振动方向相同的偏振片的现象叫做光的偏振现象，光的偏振现象说明光是一种横波。
从光的偏振概念来分析,偏振现象是横波独有的现象，纵波不会发生偏振现象。
2.市场上有一种太阳镜，它的镜片是偏振片。
为什么不用普通的带色玻璃而用偏振片？安装镜片时它的透振方向应该沿什么方向？利用偏振眼镜可以做哪些实验，做哪些检测？解析：两者的目的都是减少通光量，但普通带色玻璃改变了物体的颜色，而偏振片不会，并且会使看到的景物色彩柔和。
安装镜片时，两镜片的透振方向应相互垂直。
利用偏振镜片可以检验光波是不是横波，也可以检测某一光波是不是偏振光。
比如检测镜面的反射光、玻璃的折射光是不是偏振光。
3.激光是相干光源。
根据激光的这个特点，可以将激光应用在哪些方面？解析：可以将激光应用在检查物体表面平整度和全息照相等方面。
4．一张光盘可以记录几亿个字节，其信息量相当于几千本十多万字的书，其中一个重要的原因就是光盘上记录信息的轨道可以做得很密，1 mm 的宽度至少可以容纳 650 条轨道。
这是应用了激光的什么特性？解析：利用了激光的平行度好的特点。
5．激光可以在很小的空间和很短的时间内聚集很大的能量。
例如一台红宝石巨脉冲激光器，激光束的发散角只有 10-3 rad，在垂直于激光束的平面上，平均每平方厘米面积的功率达到 109 W。
激光的这一特性有哪些应用价值？请你举例说明。
解析：可以利用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔。
医学上可以用激光刀作为“光刀”来切开皮肤、切割肿瘤，还可以用激光“焊接”脱落的视网膜。
高中物理(人教版)精品讲义—光的偏振、激光
高中物理（人教版）精品讲义—光的偏振、激光课程标准课标解读1.观察振动中的偏振现象,知道只有横波才有偏振现象。
2.知道偏振光和自然光的区别,能运用偏振知识来解释生活中一些常见的光学现象。
3.知道激光与自然光的区别。
1.认识光的偏振现象，知道光是横波.2.知道偏振光和自然光的区别，了解偏振现象在生产与生活中的一些应用，如立体电影、液晶显示屏等．知识点01自然光和偏振光自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从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，光振动沿所有方向，且沿各个方向振动的光强度都相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某一特定方向(与起偏器透振方向一致)【即学即练1】下列关于偏振光的说法中正确的是() A．自然光就是偏振光B．沿着一个特定方向传播的光叫偏振光C．沿着一个特定方向振动的光叫偏振光D．单色光就是偏振光【答案】C【解析】自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同；只有沿着特定方向振动的光才是偏振光，所以选项C正确．知识点02激光的特点及其应用1.激光：激光是一种通过人工方法获得的一种频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光波。
2.激光的特点(1)“纯净”:激光的频率、相位、偏振方向、传播方向都相同，在实际应用中带来很多方便，如可以更好地完成干涉和衍射实验，广泛地应用于科学研究和生产生活中。
(2)平行度:激光的平行度好,能传播相当远的距离,可以用于精确的测距。
(3)亮度:激光的亮度高,可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量,可以用于切割、焊接以及在坚硬材料上打孔等。
(4)激光能像无线电波那样被调制，用来传递信息。
光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物。
【即学即练2】让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息经过处理后还原成声音和图象，这是利用激光的()A．平行度好，可以会聚到很小的一点上B．相干性好，可以很容易形成干涉图样C．亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量D．波长短，很容易发生明显的衍射现象【答案】A【解析】激光的特点之一是平行度好，它可以会聚到一个很小的点上，DVD、VCD、CD唱机或电脑上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点，选项A正确，B、C、D错误．考法01光的偏振1.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，只有沿着某个特定方向振动的光波才能顺利通过偏振片，这个方向叫作“透振方向”。
光的偏振 激光典例分析
光的偏振 激光典例解析光的偏振和激光内容是近年来新引入中学教材中的近代光学内容，代表了新课程和未来教材改革的趋势。
由于高考中这一部分内容尚未考查过，学生在学习时也往往不太重视。
本文通过两道与实际生活相关的题目解析光的偏振和激光知识在生产和生活中的应用。
－、与光的偏振有关的生活问题例题1：一段时间以来，“假奶粉事件”闹得沸沸扬扬，奶粉的碳水化合物(糖)含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖浓度，从而测定含糖量。
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 ，则下列说法中正确的( )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 处光的强度最大，偏振片B 转过的角度等于αD 、将偏振片A 转动一个角度，使得O 处光的强度最大，偏振片A 转过的角度等于α解析：如图所示，自然光源S 通过偏振片A 后变成偏振光，此偏振光经过样品P 相对于传播方向旋转α角，答案A 正确。
由于α角的大小仅与糖溶液的浓度有关，所以奶粉中含糖的浓度不同，偏振光经样品后偏转角度α的大小不同。
经过样品后偏振光与B 偏振片有一定夹角，所以到达O 处光的强度会明显减弱。
要想使O 处光的强度最大，必须使通过P 后的偏振光方向与偏振片的方向相一致，所以可分别改变偏振片A 和B ，答案CD 均可。
答案：ACD点拨：光通过偏振片后会变弱，如果两偏振片相垂直，光通过两偏振片后的光强为零。
两偏振片的夹角在00~900变化时，透过两偏振片的光强逐渐变弱。
二、与激光有关的问题选析例题2．激光器是发射激光的装置，一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为一个光脉冲，若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10-11s ，波长为694.2nm,发射功率为1.0×1010w,求：(1)每列光脉冲的长度是多少？(2)用红宝石做激光照射皮肤上深酒色斑，每平方厘米深橙色斑吸收能量达到60J 以后，才逐渐消失。
光的衍射、偏振、色散、激光
光的衍射、偏振、色散、激光条纹，即发生衍射现象．要点诠释：衍射是波特有的一种现象，只是有的明显，有的不明显而已．②图样特征．单缝衍射条纹分布是不均匀的，中央亮条纹与邻边的亮条纹相比有明显的不同：用单色光照射单缝时，光屏上出现亮、暗相间的衍射条纹，中央条纹宽度大，亮度也大，如图所示，与干涉条纹有区别．用白光照射单缝时，中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，最远离中央的是红光．(2)圆孔衍射．①圆孔衍射的现象．如图甲所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现图乙中所示的情形，无衍射现象发生；当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现图丙中所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环．②图样特征．衍射图样中，中央亮圆的亮度大，外面是亮、暗相间的圆环，但外围亮环的亮度小，用不同的光照射时所得图样也有所不同，如果用单色光照射时，中央为亮圆，外面是亮度越来越暗的亮环．如果用白光照射时，中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．(3)圆板衍射．在1818年，法国物理学家菲涅耳提出波动理论时，著名的数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出圆板后面的中央应出现一个亮斑，这看起来是一个荒谬的结论，于是在同年，泊松在巴黎科学院宣称他推翻了菲涅耳的波动理论，并把这一结果当作菲涅耳的谬误提了出来但有人做了相应的实验，发现在圆板阴影的中央确实出现了一个亮斑，这充分证明了菲涅耳理论的正确性，后人把这个亮斑就叫泊松亮斑．小圆板衍射图样的中央有个亮斑——泊松亮斑，图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小．2．衍射光栅(1)构成：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．(2)特点：它产生的条纹分辨程度高，便于测量．(3)种类：⎧⎨⎩透射光栅反射光栅．3．衍射现象与干涉现象的比较种类项目单缝衍射双缝干涉不产生只要狭缝足够小，任何频率相同的两列光同点条件光都能发生波相遇叠加条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮，两边变暗清晰条纹，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹4．三种衍射图样的比较如图所示是光经狭缝、小孔、小圆屏产生的衍射图样的照片．由图可见：(1)光经不同形状的障碍物产生的衍射图样的形状是不同的．(2)衍射条纹的间距不等．(3)仔细比较乙图和丙图可以发现小孔衍射图样和小圆屏衍射图样的区别：①小圆屏衍射图样的中央有个亮斑——著名的“泊松亮斑”；②小圆屏衍射图样中亮环或暗环间距随着半径的增大而减小，而圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大；③乙图背景是黑暗的，丙图背景是明亮的．5．光的直线传播是一种近似的规律光的直线传播是一种近似的规律，具体从以下两个方面去理解：(1)多数情况下，光照到较大的障碍物或小孔上时是按沿直线传播的规律传播的，在它们的后面留下阴影或光斑．如果障碍物、缝或小孔都小到与照射光的波长差不多(或更小)，光就表现出明显的衍射现象，在它们的后面形成泊松亮斑、明暗相间的条纹或圆环．(2)光是一种波，衍射是它基本的传播方式，但在一般情况下，由于障碍物都比较大(比起光的波长来说)，衍射现象很不明显．光的传播可近似地看做是沿直线传播．所以，光的直线传播只是近似规律．要点二、光的偏振1．自然光和偏振光(1)自然光：从普通光源直接发出的自然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏向哪一个方向．这种沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫自然光．自然光介绍：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着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。
高中物理人教必修一(教案)光的偏振 激光
光的偏振激光【教学目标】1．通过实验，认识振动中的偏振现象，知道只有横波有偏振现象。
2．了解偏振光和自然光的区别，从光的偏振现象知道光是横波。
3．了解日常见到的光多数是偏振光，了解偏振光在生产生活中的一些应用。
4．了解激光的特点及激光的应用。
【教学重难点】1．通过实验，认识振动中的偏振现象，知道只有横波有偏振现象。
2．知道光是横波及偏振在生产生活中的一些应用。
3．了解激光的特点及激光的应用。
【教学过程】一、复习提问、新课导入（复习横波和纵波的概念）师：请同学们回忆一下机械波一节内容，举例说说什么是横波？什么是纵波？生：振动方向和传播方向垂直的波叫横波，抖动水平软绳时产生的波就是横波，振动方向和传播方向一致的波叫纵波，像水平悬挂的弹簧一端振动时形成的沿弹簧传播的波。
师：通过前几节课的学习，我们知道光具有波动性，那么光波究竟是横波还是纵波呢？这节课我们要学习的偏振现象，可以说明光是横波。
二、新课教学（一）偏振师：我们先通过一个实验来看看怎么判断一种波是横波还是纵波。
【演示一】介绍课本上装置，教师演示，引导学生仔细观察波传到狭缝时的情况，看波能否通过狭缝传到木板的另一侧。
师：请一位同学来表述一下看到的现象。
生：对绳上形成的横波，当狭缝与振动方向一致时，波不受阻碍，能通过狭缝，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端，对弹簧上形成的纵波，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另一侧。
师：表达得不错，还有同学要补充吗？生：在绳上横波传播过程中，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。
师：很好。
横波的这种现象称为偏振现象，大家看到，纵波不会发生偏振现象，根据是否能发生偏振，我们可以判断一个机械波是横波还是纵波。
虽然这种方法对判断机械波并非必要，但我们可以借助这种方法来判断光波是横波还是纵波。
（二）光的偏振【演示二】（教师介绍装置，强调起偏器P和检偏器Q的作用，演示同时引导学生认真观察随着检偏器Q的转动屏上光照强度的变化）师：请大家看这个薄片，它在我们这个演示实验中的作用与前面的带有狭缝的木板类似，它上面有一个特殊的方向称透振方向，只有振动方向与透振方向平行的光波才能透过偏振片，下面请大家认真观察。
光的偏振与激光
光的偏振与激光光，作为一种电磁波，具有振动方向的特性，称为偏振。
偏振光是指在某一方向上振动的光波，而在其他方向上没有振动或振动较弱。
光的偏振具有广泛的应用，尤其在激光技术中起到重要的作用。
本文将就光的偏振与激光进行探讨与阐述。
一、自然光与偏振光的区别自然光是一种无序的光，光波在各个方向上都有不同的振动方向和相位，不具备任何偏振特性。
而偏振光则是具有特定振动方向的光波，其振动方向可以分为水平偏振、垂直偏振以及其他斜向偏振。
自然光与偏振光的区别在于光波振动方向的不同，这种差别在物理实验和技术应用中起到了关键作用。
二、光的偏振现象的原理光的偏振现象可以通过激光与偏光片的实验来观察与验证。
在这个实验中，激光作为一种高度聚焦的光源，通过偏光片后，会出现明显的光强变化。
这是因为激光光束中的光波振动方向几乎完全相同，而偏光片则能够选择性地将特定方向的光波透过，从而产生偏振现象。
三、偏振光在科学研究中的应用1. 光的偏振在光学研究中的应用光的偏振在光学研究中起到了重要的作用。
通过调整偏振光的方向和强度，可以研究物质的结构与性质。
例如，偏振光可以用来探测晶体的结晶方向和晶胞结构，从而帮助科学家揭开晶体的奥秘。
2. 偏振光在生物科学中的应用偏振光在生物科学中也有广泛的应用。
例如，通过对生物组织中的光的偏振特性的测量，可以获得生物样品的组织结构和成分信息。
这对于研究生物组织的形态变化、疾病诊断以及药物效果评价等方面具有重要的意义。
四、激光的偏振与应用激光是一种具有单一频率、高度聚焦和高度一致性的光束，其偏振特性在激光技术中起到了重要的作用。
1. 激光器产生的偏振激光激光器产生的激光光束通常是具有特定偏振方向的偏振激光。
不同类型的激光器可以产生不同偏振的激光光束，例如常见的纵模激光器和横模激光器通常产生的是偏振激光。
2. 激光的偏振调控与光学器件激光的偏振可以通过光学器件进行调控，例如偏振片、偏振器和波片等。
这些器件可以用来选择性地调整激光光束的偏振方向和偏振强度，以满足不同应用需求。
光的偏振现象与激光器
光的偏振现象与激光器光是一种电磁波，垂直传播的光波在特定的方向上会呈现出特殊的性质，这就是光的偏振现象。
光的偏振现象在很多领域都有应用，其中一个典型的应用就是激光技术。
激光器是一种产生和放大光波的装置，它利用光的偏振现象实现强度和方向受控的光束发射。
激光技术在科学研究、医学、工业等领域都有广泛的应用。
在激光器中，光的偏振现象发挥了重要的作用。
光的偏振现象是指光波传播方向上的电场振动方向，可以分为线偏振、圆偏振和不偏振三种。
其中，线偏振光是振动方向始终保持在一个平面内的光，而圆偏振光的振动方向会随时间呈现出一个圆周运动。
在激光器中，通常使用线偏振光。
激光器利用光的偏振现象实现高度定向和高度聚束的特性。
光线经过激光器内的透镜或偏振片等器件时，只有与其偏振方向相一致的光线才能透过或产生增强，其他偏振方向的光线则会被吸收或减弱。
通过适当调整器件的角度、镜片和折射率等参数，可以实现输出光束的调控。
光的偏振现象在医学领域有着重要的应用。
例如，激光手术中的光束需要被聚焦到非常小的区域，而光的偏振性可以使光束的传播方向更加准确和稳定。
此外，在显微镜、光学成像等医学设备中，光的偏振现象也被广泛应用，帮助观察和诊断。
在工业领域，激光器的光束也常常需要通过光纤传输。
而光纤的传输效率与光的偏振有关。
因为光纤对于不同偏振方向的光的折射率不同，如果光的偏振发生了变化，会导致光信号的损失和失真。
因此，保持光的偏振性对于光纤通信的稳定性和可靠性非常重要。
除了在激光器中的应用外，光的偏振现象还有许多其他的实际应用。
在光学器件和材料研究中，光的偏振性可以提供额外的信息，用于分析、测量和控制。
此外，在光电子学、通信、光学仪器等领域，光的偏振性的研究也具有重要的意义。
总结起来，光的偏振现象是光波传播方向上的电场振动方向，通过调控光的偏振性，可以实现光束的定向和控制，为激光技术提供了重要的基础。
在激光器中，光的偏振现象发挥着关键作用，帮助实现光束的聚焦、控制和调控。
高中物理必修之知识讲解 光的衍射、偏振、色散、激光 提高
光的衍射、偏振、色散、激光【学习目标】1．了解光的衍射现象及观察方法．2．理解光产生衍射的条件．3．知道几种不同衍射现象的图样．5．知道振动中的偏振现象，偏振是横波特有的性质．6．明显偏振光和自然光的区别．7．知道光的偏振现象及偏振光的应用．8．知道光的色散、光的颜色及光谱的概念．9．理解薄膜干涉的原理并能解释一些现象．10．知道激光和自然光的区别．11．了解激光的特点和应用．【要点梳理】要点一、光的衍射1．三种衍射现象和图样特征(1)单缝衍射．①单缝衍射现象．如图所示，点光源S 发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较宽，则光沿着直线传播，传播到光屏上的AB 区域；若缝足够窄，则光的传播不再沿直线传播，而是传到几何阴影区，在AA BB ''、区还出现亮暗相间的条纹，即发生衍射现象．要点诠释：衍射是波特有的一种现象，只是有的明显，有的不明显而已．②图样特征．单缝衍射条纹分布是不均匀的，中央亮条纹与邻边的亮条纹相比有明显的不同：用单色光照射单缝时，光屏上出现亮、暗相间的衍射条纹，中央条纹宽度大，亮度也大，如图所示，与干涉条纹有区别．用白光照射单缝时，中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，最远离中央的是红光．(2)圆孔衍射．①圆孔衍射的现象．如图甲所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现图乙中所示的情形，无衍射现象发生；当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现图丙中所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环．②图样特征．衍射图样中，中央亮圆的亮度大，外面是亮、暗相间的圆环，但外围亮环的亮度小，用不同的光照射时所得图样也有所不同，如果用单色光照射时，中央为亮圆，外面是亮度越来越暗的亮环．如果用白光照射时，中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．(3)圆板衍射．在1818年，法国物理学家菲涅耳提出波动理论时，著名的数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出圆板后面的中央应出现一个亮斑，这看起来是一个荒谬的结论，于是在同年，泊松在巴黎科学院宣称他推翻了菲涅耳的波动理论，并把这一结果当作菲涅耳的谬误提了出来但有人做了相应的实验，发现在圆板阴影的中央确实出现了一个亮斑，这充分证明了菲涅耳理论的正确性，后人把这个亮斑就叫泊松亮斑．小圆板衍射图样的中央有个亮斑——泊松亮斑，图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小．2．衍射光栅(1)构成：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．(2)特点：它产生的条纹分辨程度高，便于测量．(3)种类：⎧⎨⎩透射光栅反射光栅．3．衍射现象与干涉现象的比较种类项目单缝衍射双缝干涉不同点产生条件只要狭缝足够小，任何光都能发生频率相同的两列光波相遇叠加条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮，两边变暗清晰条纹，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹4．三种衍射图样的比较如图所示是光经狭缝、小孔、小圆屏产生的衍射图样的照片．由图可见：(1)光经不同形状的障碍物产生的衍射图样的形状是不同的．(2)衍射条纹的间距不等．(3)仔细比较乙图和丙图可以发现小孔衍射图样和小圆屏衍射图样的区别：①小圆屏衍射图样的中央有个亮斑——著名的“泊松亮斑”；②小圆屏衍射图样中亮环或暗环间距随着半径的增大而减小，而圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大；③乙图背景是黑暗的，丙图背景是明亮的．5．光的直线传播是一种近似的规律光的直线传播是一种近似的规律，具体从以下两个方面去理解：(1)多数情况下，光照到较大的障碍物或小孔上时是按沿直线传播的规律传播的，在它们的后面留下阴影或光斑．如果障碍物、缝或小孔都小到与照射光的波长差不多(或更小)，光就表现出明显的衍射现象，在它们的后面形成泊松亮斑、明暗相间的条纹或圆环．(2)光是一种波，衍射是它基本的传播方式，但在一般情况下，由于障碍物都比较大(比起光的波长来说)，衍射现象很不明显．光的传播可近似地看做是沿直线传播．所以，光的直线传播只是近似规律．要点二、光的偏振1．自然光和偏振光(1)自然光：从普通光源直接发出的自然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏向哪一个方向．这种沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫自然光．自然光介绍：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着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。
《光的偏振 激光》 导学案
《光的偏振激光》导学案一、学习目标1、理解光的偏振现象，知道偏振光和自然光的区别。
2、掌握偏振片的工作原理，了解偏振现象在生活中的应用。
3、理解激光的产生原理、特点和应用。
二、知识回顾1、光的干涉和衍射现象表明光具有波动性。
2、电磁波是横波，其电场强度和磁场强度的振动方向都与传播方向垂直。
三、光的偏振1、偏振现象（1）自然光：从普通光源直接发出的光，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。
（2）偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。
2、偏振片（1）偏振片是一种由特殊材料制成的薄片，其只允许沿着某个特定方向振动的光通过。
（2）当自然光通过偏振片时，只有振动方向与偏振片的透振方向一致的光才能通过，从而得到偏振光。
3、偏振现象的应用（1）在摄影中，为了消除反射光的影响，可以使用偏振片来减弱水面或玻璃表面的反射光，使拍摄的景物更加清晰。
（2）在立体电影中，利用偏振光的原理，使观众戴上偏振眼镜，两只眼睛分别看到不同偏振方向的图像，从而产生立体感。
四、激光1、激光的产生（1）激光是原子受激辐射产生的光。
（2）处于激发态的原子在特定频率的光子的诱导下，会跃迁到较低的能级，并释放出与诱导光子频率相同、相位相同、偏振方向相同、传播方向相同的光子，从而实现光的放大。
2、激光的特点（1）方向性好：激光束的发散角很小，可以近似看作是平行光，能够传播很远的距离而不发散。
（2）单色性好：激光的频率单一，颜色纯。
（3）相干性好：激光具有很好的相干性，容易产生干涉现象。
（4）亮度高：激光的能量高度集中，亮度很高。
3、激光的应用（1）在通信领域，利用激光在光导纤维中传输信息，实现高速、大容量的通信。
（2）在医疗领域，激光可以用于手术、治疗近视、去除纹身等。
（3）在工业领域，激光可以用于切割、焊接、打孔等加工工艺。
（4）在科研领域，激光可以用于研究原子、分子的结构和性质。
高中物理选择性必修件光的偏振激光与全息照相
汇报人：XX
汇报时间：20XX-01-19
目录
• 光的偏振现象 • 激光原理与技术 • 全息照相技术 • 光的偏振、激光与全息照相关系 • 实验操作与数据分析 • 知识拓展与前沿动态
01
光的偏振现象
偏振光概念及产生条件
偏振光概念
光波是横波，它的振动矢量（即电场强度矢 量E或磁场强度矢量H）垂直于光的传播方 向。在垂直于传播方向的平面内，光矢量可 能有不同的振动方向，通常把光矢量端点在 空间描绘出的轨迹称为光振动方向的光振动 面。如果一束光的光振动面只限于某一固定 方向，则这束光称为平面偏振光或线偏振光 。
02
激光原理与技术
激光产生原理及特点
01
产生原理
02
特点
激光的产生基于受激辐射原理，通过外部能量激发原子或分子，使其 从高能级跃迁到低能级并发出相干光。
激光具有方向性好、亮度高、单色性好和相干性强等特点，使得激光 在各个领域具有广泛的应用。
激光器类型与工作原理
固体激光器
利用固体材料作为工作物质，通过泵浦 源提供能量，实现粒子数反转并产生激 光。
参数；再现全息图需要使用与记录时相同的激光照射全息图并观察再现像。
全息照相技术应用领域
艺术领域
全息照相技术可以制作出具有真实感和立体感的 艺术品，如全息画、全息雕塑等。这些艺术品具 有独特的视觉效果和观赏价值。
医学领域
全息照相技术可以用于医学诊断和治疗。例如， 可以使用全息显微镜观察生物样本的微观结构； 还可以使用全息成像技术对病变组织进行无损检 测和诊断。
打开激光器，将物体放置在透镜前方，观察全息干板上的干涉条纹。
全息照相实验设计与操作
光的偏振和激光
产生高压引起核聚变
人工控制聚变反 应
横波 （偏振现象）
纵波 （不会发生偏振现象）
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。（像太阳、电灯等）
偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着 一个特定的方向振动。
车灯
偏振光照明灯（专用于汽车夜行照明）是把偏振 光技术应用于照明技术上所发明的一种照明灯。它对 现有机动车辆车灯进行改造。把偏振片安装在现有的 机动车车灯的灯罩内，安装偏振片使其透振方向为从 垂直地面方向向司机右侧倾斜45度夹角，使所有机 动车辆夜行照明灯射出的灯光为左低右高(从司机角 度看)呈45度夹角的线偏振光。它和对方司机所戴偏 振光眼镜的透振方向正好呈90度角，避免对方司机 的视觉眩晕，以减少机动车辆夜间行驶时的交通事故 隐患。它适用于机动车辆在夜间照明和遂道、山洞等 处行驶照明时使用。属偏振光学照明领域。
未装偏振照明灯的情景
安装偏振照明灯的情景
特点 作用
应用实例
相干光 可进行调制、传递信息
光纤通信
传播很远距离能保持一定强 激光雷达
平行度 度，可精确测距测速
非常好 可会聚于很小的一点，记录 DVD、CD、
信息密度高
VCD机，计算机
光驱
可在很小空间短时间内集中 激光切割、焊接、
亮度高 很大能量
打孔医疗手术
第6节 光的偏振 激光 教学设计
第6节光的偏振激光[学习目标]1．知道偏振现象，知道偏振是横波特有的性质．(难点)2．知道偏振光和自然光，知道哪些光属于偏振光．3．知道偏振现象的应用．4．了解激光的特性和应用．知识点1光的偏振1．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，这个现象称为偏振现象．(2)偏振方向：横波的振动方向称为偏振方向．2．光的偏振(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，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同．这种光是自然光．(2)偏振光：光在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动．这种光叫作偏振光．3．偏振现象的应用由于水或玻璃表面的反射光的干扰，常使景象不清楚，如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景象清晰．[判一判]1．(1)自然光是偏振光．()(2)立体电影利用了光的偏振原理．()(3)光的偏振表明光是一种横波．()提示：(1)×(2)√(3)√[想一想]1．通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板，当以入射光线为轴转动偏振片时，看到的现象有何不同？提示：通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化．因为灯光、烛光都是自然光，沿各个方向振动的光的强度相同，因此当偏振片旋转时，透射出来的光波的振动方向虽然改变了(肉眼对此不能感觉)，但光的强弱没有改变．月亮和黑板反射的光已经是偏振光，它们通过偏振片透射过来的光线的强弱会随偏振片的旋转发生周期性的变化．知识点2激光的特点及其应用1．激光是原子受激辐射产生的光，传播方向、频率、偏振、相位等性质完全相同．2．激光的特点及应用2．(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．()提示：(1)√(2)×[想一想]2．利用激光测量地球到月球的距离，应用了激光哪方面的特点？提示：应用了激光平行度好的特点．1．(自然光和偏振光)关于自然光和偏振光，以下说法正确的是()A．自然光包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同B．偏振光是在垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D．晚上月亮光是自然光解析：选 B.光源发出的光，沿着各个方向振动的光的强度都相同的光，称为自然光，沿某个特定方向振动的光称为偏振光，A错误，B正确；偏振光不能通过偏振片还原为自然光，C错误；月亮光是偏振光，D错误．2．(光的偏振)(多选)如图所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上，透射光的强度最大，则下列说法中正确的是()A．此时A、B的偏振方向垂直B．只有将B绕OO′轴顺时针旋转90°，屏上透射光的强度才最弱，几乎为零C．将A或B绕OO′轴旋转90°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零D．将A沿顺时针旋转180°，屏上透射光的强度最大解析：选CD.光是横波，振动方向和传播方向垂直，要使屏上透射光强度最大，A、B的偏振方向一定要平行，故A错误；只要A、B中任意一个旋转90°，A、B的偏振方向垂直，屏上投射光的强度均达到最弱，几乎为零，故B错误，C正确；将A沿顺时针旋转180°时，两偏振片的偏振方向依然平行，透射光的强度最大，故D正确．3．(光的偏振的应用)(多选)“假奶粉事件”曾经闹得沸沸扬扬，奶粉的碳水化合物(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，从而鉴定糖量．偏振光通过糖水溶液后，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的测量值与标度值相比较，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，最后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是()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处光强度最大，偏振片B转过的角度等于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于α解析：选ACD.A、B之间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后，变成偏振光，通过B后到O.当在A、B间放糖溶液时，由于溶液的旋光作用，使通过A的偏振光振动方向转动了一定角度，到达O处的光强会明显减弱；但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度；因为A、B的偏振方向一致，故转动偏振片A也可以．4．(激光)(多选)将激光束的宽度聚焦到纳米级(10－9m)范围内，可修复人体已损坏的器官，可对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，以上功能是利用了激光的()A．单色性好B．平行度好C．粒子性D．高能量解析：选BD.激光的平行度好，故可聚焦到很小的范围；激光的亮度高、能量大，故可修复器官．探究一自然光和偏振光的比较【问题导引】1．自然光和偏振光的主要区别是什么？2．自然光经水面反射的光一定是偏振光吗？提示：1.在垂直于传播方向的平面内，自然光沿所有方向振动，偏振光沿某一特定方向振动．2．经水面反射和折射的光都是偏振光．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．经过偏振片时的现象比较(1)如图甲所示，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．(2)如图乙、丙所示，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．【例1】(多选)在垂直于太阳光的传播方向上前后放置两个偏振片P和Q，在Q的后边放上光屏(图中未画出)，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[解析]P是偏振片，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[针对训练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：选 D.振动沿各个方向均匀分布的光是自然光，而振动沿着特定方向的光是偏振光，但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射，A错误．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，B错误．光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向无关，C错误．自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光，D正确．[针对训练2]在拍摄日落时水面下的景物时，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：选 A.由于反射光的干扰，景物的像常常比较模糊，装偏振片的目的是减弱反射光，且透振方向与反射光的振动方向垂直，不能增强透射光．探究二激光及应用【问题导引】激光作为一种人造光源在科研、通讯、工业生产、军事科技等领域都有着广泛应用，如激光干涉仪、激光切割机、激光炮等．激光的应用如此广泛，激光到底具有哪些特性？提示：激光具有单色性好、相干性好、亮度高、平行度好等特性．1．激光的产生激光是人工产生的相干光．2．激光具有的特点(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．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．(2)平行度好：与普通光相比，传播相同距离的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 m.(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．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．(4)单色性好：激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的．【例2】关于激光的应用问题，下列说法中正确的是()A．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息的B．计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点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[解析]由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用了激光的相干性，A错误；计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行度好，B错误；医疗中的激光“光刀”利用了激光的亮度高的特点，C正确；激光测距利用的是激光方向性好的特点，D错误．[答案] C[针对训练3](多选)关于激光与自然光，下列说法正确的是()A．激光的频率单一，而自然光含有各种频率的光，所以激光的相干性好B．自然光是由物质的原子发射出来的，而激光是人工产生的，所以激光不是由物质的原子发射出来的C．激光和自然光都具有相同的本质，它们都是由原子的跃迁产生的D．相干性好是激光与普通光的根本区别解析：选ACD.激光的频率单一，相干性很好，自然光中含有各种频率的光，故A、D正确；激光和自然光都是由原子的跃迁产生的，故B错误，C正确．(建议用时：30分钟)[基础巩固练]1．如图所示，让太阳光通过M上的小孔S后照射到M右方的一偏振片P 上，P的右侧再放一光屏Q，现使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周，则关于光屏Q上的亮度变化情况，下列说法中正确的是()A．只有当偏振片转到某一适当位置时光屏被照亮，其他位置时光屏上无亮光B．光屏上亮、暗交替变化C．光屏上亮度不变D．光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动解析：选 C.因为太阳光为自然光，自然光沿各个方向振动的光的强度都相同，故光屏Q上的亮度不变，故C正确．2．(多选)激光技术是在1958年发明的．激光被誉为神奇的光．关于激光的应用，下列说法中正确的是()A．激光用来控制核聚变，是因为它的平行度好，光源的能量就集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度B．由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息C．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气中传播不受大气的影响D．能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光通过地球大气不会发生折射解析：选AB.激光用来控制核聚变，是因为它的平行度好，光源的能量就集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度，故A正确；由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息，故B正确；用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光平行度好、能量高；能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光平行度好，但都会不同程度地受大气影响，故C、D错误．3．(多选)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，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空．激光火箭利用了激光的()A．单色性好B．平行度好C．高能量D．相干性好解析：选BC.激光的平行度好且亮度高，可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，这样可以给火箭提供高能量，B、C正确．4．(多选)如图所示，电灯S(可视为质点)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：选BD.自然光在垂直于传播方向的平面内，沿各个方向的振动是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，故A错误；它通过偏振片A后，即变为偏振光，故B正确；设通过A的光沿竖直方向振动，而偏振片B只能通过沿水平方向振动的偏振光，则P点无光亮，以SP为轴将B转过180°后，P处仍无光亮，故C错误；以SP 为轴将B转过90°后，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，故D正确．[综合提升练]5．夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，严重影响行车安全．若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中可行的是()A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°解析：选 D.此题要求自己车灯发出的光经对面车窗反射后仍能进入自己眼中，而对面车灯发出的光不能进入自己的眼中．若前窗的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的光照射到物体上反射回的光线将不能透过窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，A错误；若前窗玻璃与车灯玻璃透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照射得司机睁不开眼，B错误；若前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°，则车灯发出的光经物体反射后无法透射进本车窗内，却可以透射进对面车内，C错误，D正确．6．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象更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹解析：选D.通过手指间的缝隙观察日光灯，看到彩色条纹是光的衍射现象．其余各项均是光的偏振现象，故D符合题意．7．(多选)如图所示，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消失解析：选AD.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，折射光的透振方向与纸面平行，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，因垂直于纸面无光，反射光束1消失，A正确，B、C错误；偏振片转动90°，平行于纸面内的光消失，则透射光束2消失，D正确．8．如图所示，这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．设起偏振器和检偏振器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是()A．到达检偏振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．到达检偏振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．到达检偏振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．到达检偏振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，起偏振器和检偏振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，透过检偏振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，故B正确．9．原子发生受激辐射时，发出的光的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，形成激光．激光测距仪——激光雷达(发出极短时间的激光脉冲)用来测量距离可以达到很高的精度，同时它还能测定被测目标的方位、运动速度和轨道，甚至能描述目标的形状，进行识别和自动跟踪．(1)说明激光的主要特点．(2)1969年7月，美国“阿波罗”宇宙飞船在登月科考活动中，在月球上安放了一台激光反射器，这台反射器成功地解决了用激光测量月地间距离的问题．请分析这台激光反射器用什么光学仪器好．(3)在光的干涉实验中，为什么使用激光产生的干涉现象最清晰？(4)激光束可切割物质、焊接金属以及在硬质难溶物体上打孔，是利用了激光的什么性质？解析：(1)激光的主要特点是：亮度高，单色性好，相干性好，平行度好．(2)要想利用激光测量月地间距离，需要让从地球射向月球的激光沿原路反射回来，全反射棱镜可以做到这一点．(3)激光具有单色性好的特点，易得到稳定的相干光源．(4)激光束可切割物质，焊接金属以及在硬质难溶物体上打孔，是利用了激光高能量且平行度好的特性．答案：(1)亮度高，单色性好，相干性好，平行度好(2)全反射棱镜(3)激光单色性好，相干性好(4)激光高能量且平行度好。
光的偏振 激光_课件
光能否发生偏振现象
为何第一次实验没有发生偏振现象呢？ 用两个偏振片重新来一遍
转动偏振片时，出现了明显的明暗交替 说明光发生了偏振，光是横波
观察像的明亮程度
现象：旋转偏振片，像的明亮程度变化，但一直都能观察到像。
光的偏振状态
部分偏振光
以反射光为例
包含在垂直于传播方向上沿一切 方向振动的光，但各个方向振动 的强度不等。
自然光入射
振动方向垂直于 纸面的光较强
自然光在玻璃、水面、木质等表面 反射时，反射光和折射光都是不同 程度的偏振光。
布儒斯特定律
光能否发生偏振现象
PQ
PQ
PQ
PQ
PQ
PQ
两偏振片的偏振化方向相互垂直，光强为零。
光能否发生偏振现象
实验：让光源的光通过两片偏振片
现象：光通过第一片偏振片后再转动 结论：光也会发生偏振， 第二片偏振片，光的强弱会发生变化 说明光是横波。
光能否发生偏振现象
现在利用偏振片代替上面的带有狭缝的木板，来做光学实验。
光的偏振状态
通常看到的绝大多数光都是偏振光。 自然光射到两种介质的界面上，如果光入射方 向合适，使反射光和入射光垂直。
自然光在反射和折射后成偏振光。
此时反射光和折射光都是偏振光 ，且偏振方向互相垂直。
光的偏振状态
除了自然光和偏振光之外，还有部分偏振光。 观察反射光透过偏振片的情况
观察像的明亮程度
例如一列横波沿水平方向传播，质 点在竖直平面内可能沿着上下方向 振动，也可能沿着左右方向振动， 也可能沿着任何其他方向振动。 当然，对于一个确定的横波，它的振动方向是确定的。
光的偏振和激光
自然光
线偏振光
. . . .
.
检偏器Q
起偏器P
两偏振片的偏振化方向相互垂直 光强为零
析与解：
·
n1
·
i
i r 900
··
· · ··
r
S
i 53
tani n 3 4
0
n sini sin r
n2
偏振光的种类
• 线偏振光：让自然光通过一个起偏振器件后， 只有一个方向的偏振光能够通过这个器件，我 们就得到了线偏振光。线偏振光的振动方向是 确定的。 • 部分偏振光：如果线偏振光中混有一部分自然 光，也就是说，这种光包含着各种方向的偏振 光，而在某一方向的上体现出偏振的优势。这 就是部分偏振光。
自然光
线偏振光
.
. . . .
起偏器P
检偏器Q
演示实验（2）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化
自然光
线偏振光
.
. . . .
起偏器P
检偏器Q
演示实验（2）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化
自然光
线偏振光
. . . .
.
起偏器P
检偏器Q
演示实验（2）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化
振片的透射方向一致时的光波才能通过，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，这种光叫做偏振光。
（1）除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出 的光以外，通常看到的绝大多数是反射、折射 光是偏振光。 自然光射到两种介质的界面时，当反射光 与折射光之间的夹角为900，反射光与折射光 就都是偏振光，并且两偏振方向互相垂直。
自然光
.
明
光的偏振与激光
当下面的反光板有反射光通过液晶时 ——从上向下看：液晶为透明体 当下面的反光板无反射光通过液晶时 ——从上向下看：液晶为不透明体
夜晚，为避免汽车前灯发出的强光将迎面驶来 的汽车司机照射得睁不开眼，影响行车安全。
若将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃， 同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃；前 窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向 右上45°（即：其透偏方向正好与灯光 的振动方向垂直）。这样，不但看不到 对方车灯的强光，还要能看清自己车灯 发出的光所照亮的物体。
一般情况下：反射光、折射光的偏振方 向都会随着入射角的变化而变化。 布儒斯特定律： 一束自然光射向两物质的界面产生反射、折 射，当反射光与折射光互相垂直时。 即： i r 900 或 tan i n
偏振现象的应用
①拍摄水下景物 在照相机镜头前装一片与反射光方向垂直的 偏振片。这样就减弱了反射光而使图像清晰。
光的偏振与激光
光的干涉和衍射现象说明光是种波，但光是 纵波还是横波呢？学习了光的偏振现象就能说明 这一点。 一、偏振现象 我们可从这个实验得到启 迪，利用类似实验来判断光波 是纵波还是横波？ 在现代技术中用偏振片来代 替上面带有狭缝的木板，偏振片 上面有一个特殊的方向(叫透振方 向)，只有当振动方向与透片方向 平行的光波才能通过偏振片。
①频率单一 ——获得完美的相干光，并能调试。 应用：光纤通信、演示光的波动性。 ②平行度好 ——远距离传播能保持亮度和方向 应用：精确测距；激光雷达：测速度，跟踪 目标；激光唱片VCD、CD(聚焦点小 且记录信息密度高) ③亮度高 —— 很小空间集中很能高能量 应用：激光刀、熔化和焊接、激光打印 反导弹、核聚变反应、全息照相
1、偏振片的寻找——空调遥控器，计算器等 液晶显示前面的一块塑料片，就是偏振片。 2、普通的太阳镜是滤色镜，高档的太阳镜在 镜片上涂上偏振膜。 （前） （后）
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偏光镜头
立体电影
一、 物体发光的微观机理： 物质中的原子受到激发以后，原子能量增加，处 于不稳定状态，要向低能态跃迁。在向低能态跃 迁的过程中，会发出光。 二、 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，在向低能态跃迁 时辐射出相位、频率、方向等完全相同的光，这 种光叫作激光。
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。反射光和折射光都是偏振光。
自然光
偏振光
.
.... 起偏 （检偏器）.
结论：
光有偏振现 象,说明光是 一种横波
偏振现象的应用
橱窗设计
玻璃门表面 的反光很强
用偏光镜减弱 用偏光镜消除了反 了反射偏振光 射偏振光 使玻璃门 内的人物清晰可见
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
纵波没有偏振现象
横波与纵波的区别：横波的偏振现象
思考：我们可以怎样检验光是横波还是纵波？
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
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：
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。
激光测距
卫星跟踪测距仪
信息存储和阅读（DVD、CD唱机、计算机光盘
3.亮度高：工业切割、焊接；医学“光刀”、 焊接。利用强激光产生的高压引发核聚变。
形形色色的激光武器
反导激光武器
激光制导
2）激光武器
美国洛克希德· 桑德 斯公司开发的AN/PLQ--5 激光对抗装置。也是一 种致盲兼软杀伤武器
三、激光的特性及应用
1.相干性
空 间 激 光 通 信
激光光纤通信
皮 心子（石英） 光导纤维 传导原理：全反射 光 缆
50 m 100 m
郑州
光缆
光放大器
全息照相
参考光
照相底片
物光 反射光 物
全息照片的观看：
全息 照片 人眼
照明光
神奇的全息照片！
英女王的全息照片
2.平行度好：测距、测速（激光雷达测速）
魟鱼(Stingray)系统