資源簡介

(共16張PPT)
必備知識 清單破
6 光的偏振 激光
知識點 1
偏振
1.偏振現象:不同的橫波,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“偏
振現象”。
2.偏振方向:橫波的振動方向稱為“偏振方向”。
1.光的干涉和衍射現象說明光具有波動性,光的偏振現象說明光是橫波。
2.偏振片:偏振片由特定的材料制成,每個偏振片都有一個特定的方向,沿著這個方向振動的
光波能順利通過偏振片,偏振方向與這個方向垂直的光不能通過,這個方向叫作“透振方
向”。
3.自然光:太陽以及日光燈、發光二極管等普通光源發出的光,包含著在垂直于傳播方向上沿
一切方向振動的光,而且沿著各個方向振動的光波的強度都相同。這種光是“自然光”。
4.偏振光
(1)自然光通過偏振片時,只有振動方向與偏振片的透振方向一致的光波才能順利通過。也
就是說,通過偏振片的光波,在垂直于傳播方向的平面上,沿著某個特定的方向振動。這種光
叫作偏振光。
知識點 2
光的偏振
(2)除了從太陽、白熾燈等光源直接發出的光以外,通常看到的絕大部分光,都是不同程度的
偏振光。自然光在玻璃、水面等表面反射時,反射光和折射光都是偏振光,入射角變化時偏
振的程度也有變化。
1.攝影技術中的應用;
2.汽車擋風玻璃上的應用;
3.液晶顯示器上的應用;
4.立體電影中的應用。
知識點 3
偏振現象的應用
1.激光的特點
(1)相干性:只有頻率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光才是相干光。激光是一種人工
產生的相干光,具有高度的相干性。
(2)平行度好:在傳播很遠的距離后,激光仍能保持一定的強度。
(3)亮度高:激光可以在很小的空間和很短的時間內集中很大的能量。
2.激光的應用
激光的相干性好,能像無線電波那樣被調制,用來傳遞信息。精確測距、計算機中的光儲存
技術,應用了它平行度好的特點。工業上的切割和焊接、醫學上的“焊接”,應用了激光亮
度高的特點。
知識點 4
激光的特點與應用
知識辨析
1.自然光是在垂直于傳播方向的平面上只沿著某個特定的方向振動嗎
2.全息照相技術是利用激光平行度好的特點嗎
3.激光能像無線電波那樣用來傳遞信息嗎
一語破的
1.不是。自然光包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光,而且沿著各個方向振動的
光波的強度都相同。在垂直于傳播方向的平面上只沿著某個特定的方向振動的光是偏振
光。
2.不是。全息照相技術利用了激光相干性好的特點。
3.能。激光具有電磁波的一切性質,可以用來傳遞信息。
1.自然光和偏振光的比較
關鍵能力 定點破
定點
對光的偏振現象的理解
自然光(非偏振光) 偏振光
振動方向 在垂直于光的傳播方向的平面內,包含沿一切方向振動的光,且沿各個方向振動的光的強度相同 在垂直于光的傳播方向的平面內,光沿某個特定方向振動
舉例 太陽、電燈、蠟燭火焰等直接發出的光 自然光在介質表面反射或折射形成的光
自然光經過偏 振片形成偏振光
2.對光的偏振的理解
(1)偏振片上的“狹縫”表示透振方向,而不是真實狹縫。
(2)只要光的振動方向不與透振方向垂直,就可以不同程度地通過偏振片,不過強度要比振動
方向與透振方向平行的光弱一些。
學科素養 題型破
題型 光的折射與全反射的綜合問題分析
講解分析
　　光從一種介質斜射入另一種介質時,會發生折射或全反射現象。關于光的折射、全反射
問題,解題思路如下:
1.解決光的折射問題的思路
(1)根據題意畫出正確的光路圖。
(2)利用幾何關系確定光路中的邊、角關系,要注意入射角、折射角均以法線為標準。
(3)利用折射定律求解相關問題。
解題時要充分利用光路的可逆性原理。
2.解決全反射問題的思路
(1)確定光是從光密介質射入光疏介質。
(2)應用 sin C= 確定臨界角。
(3)根據題設條件,判定光在傳播時是否發生全反射。
(4)如發生全反射,畫出入射角等于臨界角時的臨界光路圖。
(5)運用幾何關系、三角函數關系以及反射定律等進行分析、判斷、運算,解決問題。
3.求光的傳播時間的一般思路
(1)確定光在介質中的傳播速度。全反射現象中,光在同種均勻介質中的傳播速度不發生變
化,即v= 。
(2)確定光的傳播路程l。結合光路圖與幾何關系進行確定。
(3)利用t= 求解光的傳播時間。
典例呈現
例題 直角棱鏡的折射率n=1.5【1】,其橫截面如圖所示,圖中∠P=90°,∠M=30°。截面內一細
束與NP邊平行的光線,從棱鏡MN邊上的O點射入【2】,經折射后射到NP邊上。

(1)光線在NP邊上是否會發生全反射【3】 說明理由。
(2)不考慮多次反射,求從MP邊射出的光線與最初的入射光線夾角【4】的正弦值。
信息提取　畫出大致光路圖如圖所示:
思路點撥　解答本題的思路如下:

解析 (1)由sin C= = < ,得C<60°
由幾何關系,得
θ=90°-(30°-r)=60°+r>60°
即θ大于全反射臨界角,因此光線在NP邊上發生全反射。
(2)由光路圖分析可知,從MP邊射出的光線與最初的入射光線的夾角就是r'
由幾何關系可得i'=90°-θ=i-r
在MN邊,有sin i=n sin r,得sin r= =
所以cos r=
在MP邊,有n sin i'= sin r', sin r'=n sin (i-r)= (sin i cos r-cos i sin r)=
答案 (1)見解析 (2)
素養解讀 本題通過光的折射與全反射考查學生的綜合分析和推理能力、數學運算能力。
通過對光學的學習,使學生對物質世界的認識進一步加深,能夠運用所學知識解釋一些光學
現象。第四章　光
6　光的偏振　激光
基礎過關練
題組一　光的偏振
1.關于光的偏振現象,下列說法正確的是 (　　)
A.自然界的光都是自然光
B.自然光通過一個偏振片后成為偏振光,偏振光再通過一個偏振片后又還原為自然光
C.光發生偏振現象說明光波是橫波
D.光學鏡頭上的增透膜利用了光的偏振現象
2.如圖所示,A、B為兩偏振片,一束自然光沿OO'方向射向A,此時在光屏C上透射光的強度最大,則 (　　)
A.光的偏振現象說明光是縱波
B.自然光垂直于OO'方向振動的光波的強度不相同
C.只將A繞OO'軸旋轉30°時,屏上透射光的強度不為零
D.只將B繞OO'軸旋轉180°時,屏上透射光的強度幾乎為零
3.如圖所示,白熾燈的右側依次放置偏振片P和Q,A點位于P、Q之間,B點位于Q右側,旋轉偏振片P,A、B兩點光的強度變化情況是 (　　)
A.均不變　　　　　　　　B.均有變化
C.A不變,B有變化　　　　　　　　D.A有變化,B不變
4.旋光儀測糖溶液濃度原理:偏振光通過糖溶液后,迎著光看,偏振方向以傳播方向為軸,旋轉角θ,稱“旋光角”,θ與糖溶液濃度有關,將θ測量值與標準值比較能確定含糖量。如圖,有自然光源S,偏振片A、B,轉動B使O處光最強,然后把被測樣品P置于A、B間,則 (　　)
A.O處光強一定為零
B.O處光強不會明顯減弱
C.B轉一角度使O處光強最大,B轉過角度θ
D.通過轉動A無法使O處光強再次達到最大
題組二　激光
5.有關激光的特點與應用,下列說法不正確的是 (　　)
A.激光是一種人工產生的相干光,全息照相技術利用了激光相干性好的特點
B.激光具有良好的單色性,光纖通信是激光和光導纖維相結合的產物
C.激光在醫學上被當做“光刀”使用,但其亮度還不足以在金屬上打孔、切割、焊接
D.用激光從各個方向照射參加核聚變的物質,利用光壓可使反應物質“擠”在一起發生反應
6.。下列激光的特性及其應用,正確的是 (　　)
A.實驗室里用激光更容易完成雙縫干涉實驗和衍射實驗,是利用激光純凈度高
B.醫學上用激光“焊接”剝落的視網膜,是利用激光的相干性
C.激光束很容易給堅硬的材料打孔,是利用激光的平行度好
D.激光能夠比較精確測量地球到月球的距離,是利用激光的亮度高
答案與分層梯度式解析
第四章　光
6　光的偏振　激光
基礎過關練
1.C　由光源直接發出的自然光一般是非偏振光,但經過反射的光一般為偏振光,除了從光源直接發出的光以外,我們通常看到的絕大部分光都是偏振光,選項A錯誤;自然光通過一個偏振片后成為偏振光,偏振光再通過一個偏振片后不能還原為自然光,選項B錯誤;光發生偏振現象說明光波是橫波,選項C正確;光學鏡頭上的增透膜利用了光的干涉現象,選項D錯誤。
2.C　光的偏振現象說明光是橫波,選項A錯誤;自然光沿各個方向振動的光波的強度都相同,選項B錯誤;原來自然光通過兩偏振片后在光屏C上透射光的強度最大,說明兩偏振片的透振方向是平行的,只將A繞OO'軸旋轉30°時,兩偏振片的透振方向不垂直,屏上透射光的強度不為零,選項C正確;將B繞OO'軸旋轉180°時,兩偏振片的透振方向平行,透射光的強度最大,選項D錯誤。
3.C　旋轉偏振片P,A處得到的是強度始終相同的偏振光,偏振光再經過偏振片Q,B處的光強隨著P的轉動而變化,當Q的透振方向與經過P的偏振光的振動方向垂直時,B處的光強最弱,選項C正確。
4.C　不放樣品時,轉動B使O處光最強,此時A、B的透振方向相同;放置樣品后,由于樣品會使經過A的偏振光旋轉一個角度,所以此時穿過樣品的偏振光振動方向與B的透振方向不再平行,O處光強將明顯減弱,不一定為零,選項A、B錯誤。放入樣品后,穿過樣品的偏振光振動方向與B的透振方向存在夾角θ,若B轉一角度使O處光強最大,則B轉過角度θ;同理可知若A轉一角度使O處光強最大,則A轉過角度θ,選項C正確,D錯誤。
導師點睛　事實上,只要光的振動方向不與偏振片的透振方向垂直,它都可以不同程度地通過偏振片,不過強度要比振動方向與透振方向平行時弱一些。
5.C　激光是一種人工產生的相干光,全息照相技術利用了激光相干性好的特點,選項A正確;激光具有良好的單色性,光纖通信是激光和光導纖維相結合的產物,選項B正確;激光在醫學上被當作“光刀”使用,激光可以在金屬上打孔、切割、焊接,選項C錯誤;用激光從各個方向照射參加核聚變的物質,利用光壓可使反應物質“擠”在一起發生反應,選項D正確。
6.A　實驗室里用激光更容易完成雙縫干涉實驗和衍射實驗,是利用激光純凈度高,頻率單一,相干性好的特點,選項A正確;醫學上用激光“焊接”剝落的視網膜,是利用激光的亮度高,強度大,能量集中的特點,選項B錯誤;激光束很容易給堅硬的材料打孔,是利用激光的亮度高,強度大,能量集中的特點,選項C錯誤;激光能夠比較精確測量地球到月球的距離,是利用激光的平行度好,選項D錯誤。
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