資源簡介

(共38張PPT)
4.6 光的偏振 激光
第四單元 《光》
1物理觀念：
掌握單擺周期性顯著特點，能在實驗中發(fā)展力與運動觀念、能量守恒的觀念。
2科學思維：
通過實驗設計，認識單擺模型。會運用數(shù)據(jù)模型分析單擺周期。通過觀察、測量和歸納，利用單擺周期公式測量當?shù)刂亓铀俣龋瑫脠D像法處理實驗數(shù)據(jù)得到實驗結果。
3科學探究：
嘗試用科學探究的方法研究物理問題：能正確處理數(shù)據(jù)，測出當?shù)氐闹亓铀俣取Ｄ軓亩鄠€角度進行實驗誤差分析。經(jīng)歷測量過程，能分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)特點，形成結論，解釋并交流實踐成果。
4科學態(tài)度與責任：
具有學習和研究物理的好奇心與求知欲，形成探索自然的內在動力，嚴謹認真、實事求是和持之以恒的科學態(tài)度。培養(yǎng)將物理實驗成果服務社會生產(chǎn)生活的應用意識。
核 心 素 養(yǎng)
一、驅動問題
3D電影有逼真效果：物體或特效可以看起來懸浮在屏幕前方或深入到屏幕后方，增加了視覺上的真實感。
觀影的時候必須佩戴3D眼鏡，如果觀影過程不小心摘掉了眼鏡，為什么屏幕看起來是模糊的呢？仔細觀察后有什么新的發(fā)現(xiàn)沒有？
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二、偏振現(xiàn)象
生活引入
二、偏振現(xiàn)象
（一）知識鏈接
橫波與縱波在傳播方向上各質點振動方向與傳播方向有什么區(qū)別？
在縱波中，各點的振動方向總與波的傳播方向在同一直線上；在橫波中，各點的振動方向總與波的傳播方向垂直。
二、偏振現(xiàn)象
（二）偏振
閱讀課文，回答什么是偏振，什么是偏振現(xiàn)象？
1.偏振現(xiàn)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(xiàn)象稱為“偏振現(xiàn)象”。
2.偏振方向：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“偏振方向”。
二、偏振現(xiàn)象
（二）偏振
如圖是一列橫波，當這列橫波穿過兩個帶有狹縫的木板時, 狹縫的方向與波的振動方向相同，橫波是否可以穿過？
橫波能穿過狹縫
如圖當我們將后一塊木板旋轉900以后，這時橫波就是否能再通過狹縫？
橫波不能穿過狹縫
縱波會不會發(fā)生以上情況？
縱波不會發(fā)生以上情況
二、偏振現(xiàn)象
（二）偏振
由此可以看出橫波和縱波的區(qū)別在哪里？
橫波能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象而縱波不能發(fā)生偏振現(xiàn)象，這就是橫波與縱波的一個區(qū)別。
光的干涉和衍射說明光具有波動性，那么光波是橫波還是縱波呢？
三、光的偏振
（一）偏振片
一種由高分子薄膜制成的光學器件，每個偏振片都有一個特定的方向，只有沿著這個方向振動的光波才能通過偏振片，這個方向叫做“透振方向”。
實物
示意圖
箭頭表示透振方向
三、光的偏振
（二）光的偏振
三、光的偏振
（二）光的偏振
三、光的偏振
（二）光的偏振
光的偏振實驗說明了什么？
光的偏振實驗說明了光是一種橫波。
閱讀課文，回答什么是自然光，什么是偏振光？
1．自然光：實際上，太陽以及日光燈、發(fā)光二極管等普通光源發(fā)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”。
三、光的偏振
（二）光的偏振
2.偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個特定的方向振動的光叫偏振光。
P
明
甲
P Q
（弱）
乙
明
暗
丙
P Q
攝影師在拍攝池中的游魚、玻璃櫥窗里的陳列物時，由于水面和玻璃表面的反射光的干擾，景象會不清楚。如果在照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片，轉動濾光片，讓它的透振方向與水面和玻璃表面的反射光的偏振方向垂直，就可以減弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。
四、偏振現(xiàn)象的應用
（一）清晰攝影
未使用偏振鏡前
使用偏振鏡后
四、偏振現(xiàn)象的應用
（一）清晰攝影：拍水底
用偏光鏡拍攝水底
未使用偏光鏡拍攝水底
（二）汽車視窗
汽車夜間在公路上行駛與對面的車輛相遇時，為避免雙方車燈的眩目，司機都關閉大燈，只開小燈，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)定它們的偏振化方向都沿同一方
向并與水平面成45度角，那么，司機從
前窗只能看到自已的車燈發(fā)出的光，而
看不到對面車燈的光，這樣，汽車在夜
間行駛時，既不用熄燈，也不用減速，
可以保證安全行車。
四、偏振現(xiàn)象的應用
四、偏振現(xiàn)象的應用
（三）立體電影
偏振式3D技術是利用光線有“振動方向”的原理來分解原始圖像的，通過在顯示屏幕上加放偏光板，可以向觀看者輸送兩幅偏振方向不同的畫面，當畫面經(jīng)過偏振眼鏡時，由于偏振式眼鏡的每只鏡片只能接收一個偏振方向的畫面，這樣一來人的左右眼就會收到兩組畫面，最后經(jīng)過大腦合成立體
影像。
四、偏振現(xiàn)象的應用
（四）液晶顯示
偏振片
偏振片
平板玻璃、電極、取向膜
液晶
旋光性
四、偏振現(xiàn)象的應用
（四）液晶顯示
液晶顯示器就是利用這一特性，在上下兩片柵欄相互垂直的偏光板之間充滿液晶，利用電場控制液晶的轉動．不同的電場大小就會形成不同的灰階亮度．
（五）偏光太陽鏡
在陽光充足的白天駕駛汽車，從路面或周圍建筑物的玻璃上反射過來的耀眼的陽光，常會使眼睛睜不開。由于光是橫波，所以這些強烈的來自上空的散射光基本上是水平方向振動的。因此，只需帶一副只能透射豎直方向偏振光的偏振太陽鏡便可擋住部分的散射光。
四、偏振現(xiàn)象的應用
四、偏振現(xiàn)象的應用
（六）昆蟲對偏振光的應用
人的眼睛對光的偏振狀態(tài)是不能分辨的，但某些昆蟲的眼睛對偏振卻很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支復眼、兩支復眼，每個復眼包含有6300個小眼，這些小眼能根據(jù)太陽的偏光確定的方位，然后以太陽為定向標來判斷方向，所以蜜蜂可準確無誤地把它的同類引到它所找到的花叢。
五、激光的特點及其應用
閱讀課文，回答普通光為什么不容易發(fā)生干涉？
普通光源發(fā)出的自然光是許多頻率、相位、偏振以及傳播方向各不相同的光的雜亂無章的混合。這導致兩個獨立的普通光源發(fā)出的光不會發(fā)生干涉。
閱讀課文，什么是激光？
1960年，美國物理學家梅曼率先在實驗室中制造出了傳播方向、偏振、相位等性質完全相同的光波，這就是激光。
（一）激光
五、激光的特點及其應用
激光有哪些特點？在生活生產(chǎn)或科技領域有什么應用？
（二）激光的特點及其應用
1、相干性：激光是一種人工產(chǎn)生的相干光。
相干性應用：光纖通訊、激光全息技術
五、激光的特點及其應用
應用：測距、測速、信息存儲和閱讀
2.平行度非常好：從地面上發(fā)射的一束極細的激光束，到達月球表面時，也只發(fā)散成直徑lm多的光斑，因此激光在地面上傳播時，可以看成是不發(fā)散的。
手持式雷達測速儀
手提激光測距儀
（二）激光的特點及其應用
五、激光的特點及其應用
（二）激光的特點及其應用
3.亮度高：所謂亮度，是指垂直于光線平面內單位面積上的發(fā)光功率，自然光源亮度最高的是太陽，而目前的高功率激光器，亮度可達太陽的1萬倍。
應用：工業(yè)切割、焊接；醫(yī)學“光刀”；利用強激光產(chǎn)生的高壓引發(fā)核聚變。
氧化熔化激光切割
激發(fā)核聚變
五、激光的特點及其應用
（二）激光的特點及其應用：全息成像
課堂小結
光的偏振 激光
光的偏振
光的分類
偏振現(xiàn)象
偏振的應用
偏振光
激光
特性
應用
自然光
課堂反饋
1．如圖所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)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光為偏振光
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處仍看不到光亮
B
課堂反饋
【答案】B
【詳解】A．自然光沿各個方向發(fā)散是均勻分布的，通過偏振片后，透射光是只有沿著某一特定方向振動的光。而a光是從電燈直接發(fā)出的光，為自然光，故A錯誤；
B．以前一個選項的分析為基礎，自然光通過A偏振片后，即變?yōu)槠窆猓瑘D中b光為偏振光，故B正確；
C．人眼在P處迎著入射光方向，看不到光亮，說明A、B兩個偏振片的透振方向是互相垂直的，以SP為軸將偏振片B轉過180°后，并沒有改變偏振片B的透振方向，所以在P處仍然看不到光亮，故C錯誤；
D．以SP為軸將偏振片B轉過90°后，偏振片B的透振方向剛好與偏振片A的透振方向平行，通過偏振片A的光線也能透過偏振片B，在P處可以看到光亮，故D錯誤。
故選B。
課堂反饋
2．關于光的偏振，下列說法不正確的是（　　）
A．自然光通過偏振片后，就得到了偏振光
B．拍攝水面下的景物時，加偏振片可使像更清晰
C．所有的波都具有偏振現(xiàn)象
D．立體電影是應用光的偏振的一個實例
C
課堂反饋
【答案】C
【詳解】A．自然光通過偏振片后，從而得到在某一方向振動的光，這就是偏振光，故A正確；
B．拍攝水面下的景物時，為防止反射光的干擾，所以在照相機鏡頭前裝一個偏振片可減弱水面反射光的影響，故B正確；
C．只有橫波才能發(fā)生光的偏振現(xiàn)象，故C錯誤；
D．立體電影的制作利用了光的偏振現(xiàn)象，放映的時候也是用雙鏡頭放映機，其中每個鏡頭前放有偏振方向不同的偏振光片，觀眾戴的眼鏡上也有相對應方向的偏振光片，這樣每只眼睛就只能看到一個鏡頭所投影的圖像，故D正確。
故選C。
課堂反饋
3．小華通過偏振太陽鏡觀察平靜水面上反射的陽光，轉動鏡片時發(fā)現(xiàn)光有強弱變化。下列說法能夠解釋這一現(xiàn)象的是（　　）
A．陽光在水面反射后的反射光是偏振光，鏡片起起偏器的作用
B．陽光在水面反射后的反射光是偏振光，鏡片起檢偏器的作用
C．陽光在水面反射時沒有發(fā)生偏振，鏡片起起偏器的作用
D．陽光在水面反射時沒有發(fā)生偏振，鏡片起檢偏器的作用
B
課堂反饋
【答案】B
【詳解】陽光屬于自然光，陽光在水面發(fā)生反射后的反射光是偏振光，轉動鏡片時發(fā)現(xiàn)光有強弱變化，是由于鏡片相當于檢偏器，當偏振光偏振的方向與偏振鏡片偏振的方向平行時可以通過偏振片，當二者方向垂直時不能通過偏振光，所以鏡片起檢偏器的作用。
故選B。
課堂反饋
4．激光被譽為“神奇的光”，關于激光的應用，下列說法中不正確的是（　　）
A．激光用來控制核聚變，是因為它的方向性好，光源的能量能集中在很小一點上，可以在空間某個小區(qū)域內產(chǎn)生極高的溫度
B．由于激光是相干光，所以它能像無線電波那樣被調制，用來傳遞信息
C．用激光攔截導彈，摧毀衛(wèi)星，是因為激光在大氣中傳播不受大氣的影響
D．能利用激光測量地面到月球表面的距離，是因為激光平行度好、方向性好
C
課堂反饋
【答案】C
【詳解】A．激光的方向性好，光源的能量能集中在很小一點上，可以在空間某個小區(qū)域內產(chǎn)生極高的溫度，所以可以用來控制核聚變，故A正確，不符合題意；
B．激光是一種人工產(chǎn)生的相干光，具有高度的相干性，所以它能像無線電波那樣被調制，用來傳遞信息，故B正確，不符合題意；
C．用激光攔截導彈，摧毀衛(wèi)星，是因為激光方向性好、能量高，故C錯誤，符合題意；
D．能利用激光測量地面到月球表面的距離，是因為激光平行度好、方向性好，在傳播很遠距離后還可以保持一定的強度，故D正確，不符合題意。
故選C。
課堂反饋
5．激光火箭的體積小，卻可以裝載更大、更重的衛(wèi)星或飛船，激光由地面激光站或空間激光動力衛(wèi)星提供，通過一套裝置，像手電筒一樣，讓激光束射入火箭發(fā)動機的燃燒室，使推進劑受熱而急劇膨脹，于是形成一股高溫高壓的燃氣流，以極高的速度噴出，產(chǎn)生巨大的推力，把衛(wèi)星或飛船送入太空。激光火箭利用了激光的（　　）
①單色性好 ②平行度好　③高能量 ④相干性好
A．①② B．②③ C．①③ D．②④
B
課堂反饋
【答案】B
【詳解】由于激光站與火箭相距較遠，必須要求激光具有很好的平行度，同時利用激光的高能量特點。
故選B。
本課時結束
感謝觀看！

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