資源簡介

4.6光的偏振 學案
一學科核心素養
【物理觀念】：觀察光的偏振現象，了解這些現象產生的條件，通過實驗，了解激光的特性。能舉例說明激光技術在生產生活中的應用。
【物理思維】：理解橫波才有偏振現象，知道光是橫波。
【科學探究】：知道偏振光和自然光的區別，偏振和激光在生產生活中的應用。
【科學態度與責任】：通過實驗得出規律，通過實驗解釋生活中的一些現象，應用知識搞一些小發明或進一步探索一些其他規律。培養學生的科學推理能力。
二學習重難點
【重點】：理解光的偏振現象，知道激光的應用
【難點】：理解光是橫波
三課前預習
1．在縱波中，_________。在橫波中，_________。這種方法適用于看得見質點振動方向的機械波。_________不能產生偏振現象。相同的橫波，即使傳播方向相同，振動方向也可能是不同的。這個現象稱為“____________”。一列沿水平方向傳播的橫波，既可能沿上下方向振動，也可能沿左右方向振動，還可能沿其他“斜”的方向振動。橫波的振動方向稱為“____________”。
2．在縱波中，各點的振動方向總與波的傳播方向____，在橫波中，各點的振動方向總與波的傳播方向____，不同的橫波，振動方向可能不同。
（1）自然光：由太陽、電燈等普通光源發出的光，它包含著在垂直于傳播方向上沿____________的光，而且沿各個方向振動的光波____都相同，這樣的光叫做自然光。
（2）偏振光：自然光垂直透過某一偏振片后，其振動方向沿著偏振片的____，這樣的光稱為偏振光。自然光在玻璃、水面、木質桌面等表面反射時，反射光和折射光都是____，入射角變化時偏振的程度也有所變化。
（3）偏振現象：偏振方向與透振方向平行的光都通過偏振片，偏振方向與透振方向____的光不能通過偏振片，這種現象稱為偏振現象。
3．光的偏振
（1）偏振片
由特定的材料制成，每個偏振片都有一個_______的方向，只有沿著這個方向振動的光波才能順利通過偏振片，這個方向叫作“_______方向”。
（2）自然光和偏振光
①自然光：太陽、日光燈等普通光源發出的光，包含著在垂直于_______上沿一切方向振動的光，而且沿各個方向振動的光波的_______都_______，這種光是“自然光”。
②偏振光：在垂直于_______的平面上，沿著_______的方向振動，這種光叫作偏振光。
（3）光的偏振現象說明光是一種_______波。
4．（1）肥皂泡在太陽光照射下呈現的彩色是__________現象；露珠在太陽光照射下呈現的彩色是__________現象；通過狹縫看太陽光時呈現的彩色是__________現象。
（2）凡是波都具有衍射現象，而把光看成直線傳播的條件是____________；要使光產生明顯的衍射，條件是________。
（3）當狹縫的寬度很小并保持一定時，分別用紅光和紫光照射狹縫，看到的衍射條紋的主要區別是________。
（4）如圖所示，讓太陽光或白熾燈光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向為軸旋轉偏振片P或Q，可以看到透射光的強度會發生變化，這是光的偏振現象，這個實驗表明___________。
5．衍射光柵
（1）構成：由許多___________的狹縫___________地排列起來形成的光學元件。
（2）增加狹縫的個數，衍射條紋的寬度變窄，亮度___________
（3）種類：___________和___________
6．相干性：激光具有頻率____、相位差____、偏振方向____的特點，具有高度的相干性
應用：光纖通信
平行度：激光的____非常好，傳播很遠的距離仍能保持一定的強度
應用：激光____，讀取光盤上記錄的信息等
亮度高：它可以在很小的____和很短的____內集中很大的____
應用：用激光束切割、焊接，醫學上可以用激光做“光刀”、激發核反應等
7．光的反射和折射：
（1）反射定律
（2）折射定律：
折射率：______
實驗：測定玻璃的折射率
全反射產生條件：
光從______介質射入______介質
入射角______臨界角
光的干涉：
（1）雙縫干涉：
產生明暗條紋的條件
實驗：用雙縫干涉測量光的波長
（2）薄膜干涉：
產生條件
應用
光的衍射：
衍射圖樣的特點
產生明顯衍射現象的條件
光的偏振：
意義：說明光波是______
獲取偏振光的方法
光的色散：
色散現象的產生方法
色散現象說明白光是______
激光：
特點：單色性好、______、平行度好、亮度高
應用：______、激光測量
8．請根據我們所學過的內容，寫出正確的內容，觀看3D電影《復仇者聯盟4》時，所佩戴的眼鏡利用了光的___________（選填“偏振”或“衍射”）知識，光導纖維絲內芯材料的折射率比外套材料的折射率___________（選填“小”或“大”）。
四自我檢測
1．下列說法不正確的是（　　）
A．光的偏振現象說明光是一種橫波
B．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的衍射原理
C．測速儀能根據多普勒效應測出目標的運動速度，從而判斷車輛是否超速
D．一束自然光通過一個偏振片，以光束為軸旋轉該偏振片，透射光的強度發生變化
2．如圖所示是觀看立體電影時放映機鏡頭上的偏振片和觀看者所帶的偏光眼鏡的配置情況，其中正確的是（　　）
A． B．
C． D．
3．激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特點，在科學技術和日常生活中應用廣泛。下面關于激光的敘述正確的是（ ）
A．激光是縱波
B．頻率相同的激光在不同介質中的波長相同
C．兩束頻率不同的激光能產生干涉現象
D．利用激光平行度好的特點可以測量月球到地球的距離
4．如圖所示，電燈S發出的光先后經過偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向看不到光亮，則（　　）
A．圖中a光為偏振光
B．圖中b光為自然光
C．以SP為軸將B轉過180°后，在P處將看到光亮
D．以SP為軸將B轉過90°后，在P處將看到光亮
5．下列說法正確的是（　　）
A．光學鏡頭上的增透膜是利用了光的折射現象
B．日光照射在肥皂膜上出現彩色條紋是光的衍射現象
C．在單縫衍射實驗中，將入射光由黃光換成綠光，衍射條紋間距變寬
D．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，在鏡頭前加一個偏振片可以減小玻璃表面反射光的強度
6．關于光的衍射現象，下列說法正確的是（　　）
A．紅光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋
B．白光的單縫衍射圖樣是白黑相間的直條紋
C．光照到不透明小圓盤上出現泊松亮斑，說明發生了干涉
D．光照到較大圓孔上出現大光斑，說明光沿著直線傳播，不存在光的衍射
7．激光火箭的體積小，卻可以運載更大、更重的衛星或飛船。激光由地面激光站或空間激光動力衛星提供，通過一套裝置，像手電筒一樣，讓激光束射入火箭發動機的燃燒室，使推進劑受熱而急劇膨脹，于是形成了一股高溫高壓的燃氣流，以極大的速度噴出，產生巨大的推力，把衛星或飛船送入太空。激光火箭利用的是激光的（　　）
A．相干性好的特性 B．單色性好的特性
C．亮度高的特性 D．平行度好的特性
8．下列說法中正確的是（　　）
A．光的偏振現象說明光是一種橫波
B．泊松亮斑，反映了光的干涉性
C．利用激光的相干性好可以進行精準的測距
D．觀察者靠近聲波波源的過程中，接收到的聲波煩率小于波源順率
9．如果激光直接照射人的眼睛，聚于感光細胞時引起的蛋白質凝固變性是不可逆的損傷，會造成眼睛的永久失明，激光對人眼的危害如此之大的原因是（　　）
A．單色性好 B．高能量
C．相干性好 D．平行度好
10．下列說法中錯誤的是（　　）
A．單擺在周期性外力作用下做受迫振動，其振動周期與單擺的擺長無關
B．火車鳴笛向我們駛來，我們聽到的笛聲頻率比聲源發聲的頻率高
C．當光波通過障礙物時，若障礙物的尺寸與波長差不多，或比波長大得多時，將發生明顯的衍射現象
D．攝影師拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以減弱反射光的強度
參考答案：
三課前預習
1． 振動方向與波的傳播方向平行 振動方向與波的傳播方向垂直 縱波 偏振現象 偏振方向
2． 在同一直線上 垂直 一切方向振動 強度 方向振動的光 偏振光 垂直
3． 特定 透振 傳播方向 強度 相同 傳播方向 某個特定 橫
4． 光的干涉 光的折射 光的衍射 障礙物或孔的尺寸比波長大得多 障礙物或孔的尺寸與光的波長相當或比光的波長更小 紅光的中央亮條紋較寬，紅光中央亮條紋兩側的亮條紋離中央亮條紋較遠 光是一種橫波
5． 等寬 等距離 變窄 透射光柵 反射光柵
6． 相同 恒定 一致 平行度 匯聚一點 空間 時間 能量
7． 光密 光疏 等于或大于 橫波 復色光 相干性好 光纖通信
8． 偏振 大
四自我檢測
1．D
2．B
3．D
4．D
5．D
6．A
7．C
8．A
9．B
10．C

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