【物理】光的偏振、激光 課件2-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

4.6光的偏振、激光物理人教版（新教材）選擇性必修第一冊(cè)光的干涉、衍射光具有波動(dòng)性思考：那么光是橫波，還是縱波呢？橫波與縱波的區(qū)別?什么是橫波的偏振現(xiàn)象?實(shí)驗(yàn)一：橫波的偏振現(xiàn)象取一根軟繩，一端固定在墻上，手持另一端上下抖動(dòng)，就在軟繩上形成一列橫波.繩波的振動(dòng)方向與狹縫的方向平行時(shí)，傳播情況正常；振動(dòng)方向與狹縫方向垂直時(shí)，繩波經(jīng)過(guò)狹縫后消失。這種現(xiàn)象叫做偏振現(xiàn)象一、偏振現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)二：用一彈簧經(jīng)過(guò)“狹縫”，輕撥彈簧，形成一列彈簧波。旋轉(zhuǎn)狹縫方向，觀察彈簧波的情況。無(wú)論“狹縫”如何，彈簧波均正常傳播結(jié)論：縱波沒(méi)有波的偏振現(xiàn)象。偏振現(xiàn)象是橫波特有的光到底是橫波還是縱波？偉大的物理學(xué)家惠更斯最早提出光是縱波，托馬斯·楊認(rèn)為光是一種橫波，但在當(dāng)時(shí)他們都缺乏充足的證據(jù)證明自己的觀點(diǎn)?；莞固岢龉馐强v波托馬斯·楊認(rèn)為光是一種橫波探究活動(dòng)1：光是橫波還是縱波偏振片：一種由高分子薄膜制成的光學(xué)器件，每個(gè)偏振片都有一個(gè)特定的方向，只有沿著這個(gè)方向振動(dòng)的光波才能通過(guò)偏振片，這個(gè)方向叫做“透振方向”。

實(shí)物示意圖箭頭表示透振方向?qū)嶒?yàn)：讓光源的光通過(guò)一片偏振片結(jié)論：在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿任意方向振動(dòng)的強(qiáng)度相同.現(xiàn)象：偏振片無(wú)論如何轉(zhuǎn)動(dòng)，光線不會(huì)發(fā)生變化太陽(yáng)、電燈、普通光源發(fā)出的光包含了垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且各個(gè)方向振動(dòng)的光波強(qiáng)度都相同，這種光叫自然光。在垂直于傳播方向的平面上，沿著某個(gè)特定的方向振動(dòng)，這種光叫做偏振光。實(shí)驗(yàn)三：讓光源的光通過(guò)用兩片偏振片(起振器，檢偏器)現(xiàn)象：轉(zhuǎn)動(dòng)第二片偏振片，光的強(qiáng)弱會(huì)發(fā)生變化結(jié)論：光也會(huì)發(fā)生偏振，說(shuō)明光是橫波.思維導(dǎo)圖如何判斷接收到的光是自然光還是偏振光？

除了太陽(yáng)、電燈等光源直接發(fā)出的光以外，我們見(jiàn)到的絕大部分都是不同程度的偏振光，如自然光在玻璃、水面、木質(zhì)桌面等表面反射時(shí)，反射光和折射光大部分都是偏振光。探究活動(dòng)2：尋找身邊的偏振光光振動(dòng)垂直于紙面光振動(dòng)在紙面內(nèi)

自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光入射的方向合適，使反射光與折射光之間的夾角恰好是90°，這時(shí)反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直。二、偏振現(xiàn)象的應(yīng)用1、照相機(jī)鏡頭前裝一片偏振濾光片，讓它的透振方向與反射光的偏振方向垂直，可減弱反射光，使相片更清晰。加偏振片未加偏振片2.汽車車燈:

汽車夜間在公路上行駛與對(duì)面的車輛相遇時(shí)，為了避免雙方車燈的眩目，司機(jī)都關(guān)閉大燈，只開(kāi)小燈，放慢車速，以免發(fā)生車禍。如駕駛室的前窗玻璃和車燈的玻璃罩都裝有偏振片，而且規(guī)定它們的透振方向都沿同一方向并與水平面成45度角，那么，司機(jī)從前窗只能看到自已的車燈發(fā)出的光，而看不到對(duì)面車燈的光，這樣，汽車在夜間行駛時(shí)，既不用熄燈，也不用減速，可以保證安全行車。3.觀看立體電影1960年，美國(guó)物理學(xué)家梅曼正在進(jìn)行一項(xiàng)重要的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置里有一根人造紅寶石棒。突然，一束深紅色的亮光從裝置中射出，它的亮度是太陽(yáng)表面的4倍！這是一種完全新型的光，科學(xué)家渴望多年而自然界中并不存在的光，它被命名為激光。世界上第一臺(tái)紅寶石激光器激光光束中所有原子相位、頻率、偏振方向、傳播方向完全相同，激光是一種人工產(chǎn)生的相干光。三、人造光----激光相干性好：頻率相同，很純的單色平行度好：發(fā)散很小亮度高：范圍小能量集中

自科學(xué)家從1960年研究出激光以來(lái),兩次因激光獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，16次應(yīng)用激光獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)1.特點(diǎn)：相干性好：頻率相同，很純的單色平行度好：發(fā)散很小亮度高：范圍小能量集中1.特點(diǎn)：2.應(yīng)用①利用相干性：可進(jìn)行調(diào)制、傳遞信息。應(yīng)用實(shí)例：光纖通訊②利用平行度非常好：應(yīng)用實(shí)例：傳播很遠(yuǎn)距離仍能保持一定強(qiáng)度?？蓵?huì)聚于很小的一點(diǎn)。激光測(cè)距儀DVD機(jī)③利用亮度高：應(yīng)用實(shí)例：可在很小空間短時(shí)間內(nèi)集中很大能量。激光切割、焊接、打孔、醫(yī)療手術(shù)激光物理實(shí)驗(yàn)激光CD片和CD機(jī)激光測(cè)距激光瞄準(zhǔn)單兵激光武器長(zhǎng)春激光舞臺(tái)會(huì)小