光的偏振 激光_课件

教学重点
了解偏振现象及运用光的偏振知识来解释一些常见的光学现象； 只有横波才有偏振现象，知道光由偏振现象所以光是一种横波。
教学难点
理解光有偏振现象，所以光是一种横波 光振动与自然光和偏振光的联系。
教学重点
激光的产生机理。 激光与自然光的区别以及激光的特点和应用。
教学难点
激光的产生机理。 激光与自然光的区别以及激光的特点。
光能否发生偏振现象
猜想
光是横波还是纵波？
若光是横波
若光是纵波
光能否发生偏振现象 实验：让太阳光或灯光通过偏振片P
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P
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光能否发生偏振现象
现象：旋转偏振片，屏上的亮度不变
？
没有出现偏振现象
光不是横波
光能否发生偏振现象
实验：让光源的光通过两片偏振片 观察屏上光强变化
现象：光通过第一片偏振片后再转动第二片 偏振片，光的强弱会发生变化。
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
一般情况下 反射光、折射光都是部分偏振光 入射角满足
起偏角或布 儒斯特角
时
反射光是完全偏振光（只有垂直于纸面 振动方向光），折射光是部分偏振光
此时反射光线与折射光线垂直。
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。
振方向平行的光波才能通过偏振片。
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
透振方向
偏振片对光波的作用就像以上实验中的狭缝对于机械波的作用一样。
偏振片
形象说明偏振片的原理
通光方向
腰横别扁担进不了城门
注意：偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特性，即存在一个偏振方向 ，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收了。
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）。
演示实验2 如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波。 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（如下图）。
原因：纵波振动方向与波的传播方向在同一直线。
光的偏振
知道可以使用波的偏振检验波是横波还是纵波 知道光的偏振现象 知道自然光和偏振光
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高中物理选择性必修1 第四章 光
光的偏振 激光
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教学目标
观察振动中的偏振现象，知道只有横波才有偏振现象
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的 一些常见光学现象
教学目标
了解激光的特点及其应用 知道全息照相的原理，体验现代科技的神奇，培养对科学的兴趣
普通光源发出的光经过偏振片后，能够看到 后面的人脸，说明光透过了偏振片； 转动偏振片，看到人脸的亮度不变，说明透 过光的强度不变。 没有发生明暗交替，是否能够说明光不是 横波？
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
横波与纵波有何不同？ 横波：质点振动方向与波的传播方向垂直
纵波：质点振动方向与波的传播方向平行
如何判断一个波是横波还是纵波？
演示实验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。
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）。
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。
偏振片
我们可以怎样检验光是横波还是纵波？
用偏振片检验
其“狭缝”不 能用肉眼看到
偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊
的方向（叫做透振方向），只有振动方向与透
横波的偏振现象
横波的振动矢量垂直于波的传播方向振动。 振动矢量偏于某个特定方向的现象叫做偏振。
纵波只能沿着波的传播振动 ，所以不可能有偏振。
只有横波有偏振现象， 而纵波无偏振现象。
横波的偏振现象
在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上。 在横波中，振动方向总是垂直于波的传播方向。
但不同的横波，振动方向可以不同。
自然光后放一个偏振片后，虽然只有与 透振方向相同的光振动能够通过，但是 由于各个方向的光振动强度相同，所以 屏上不会出现明暗变化。
光的偏振状态
不同的光具有的偏振状态不同。 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。
偏振光的图示
横波只沿着某一个特定的方 向振动，称为波的偏振。
只有横波才有偏振现象。
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
偏振光的意义：只有横波才能发生偏振现象，光的偏振现象说明光是横波。
光的偏振状态
通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片（称为检偏器）时， 当两偏振片的透振方向平行时， 透射光的强度最大；
当两偏振片的透振方向相互垂直 时，偏振光不能通过第二个偏振 片，透射光的强度为零。
起偏器 产生偏振光的偏振片
检偏器 检查偏振光的偏振片
光能否发生偏振现象
实验现象表明：光不是纵波。 如果光是纵波，应该不论放几个偏振片， 处于什么状态，应该都能通过狭缝。
光是横波 两个偏振片观察到的现象就是光的偏振现象
光的偏振状态
不同的光具有的偏振状态不同。
自然光
太阳、电灯等普通光 源发出的光。
特点： 包含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。