（选必1）4.6 光的偏振激光（导学案）

skybamboo · 发表于 7 小时前

4.6光的偏振激光

1．通过实验，认识偏振现象，知道只有横波才有偏振现象。
2．了解偏振光和自然光的区别，从光的偏振现象知道光是横波。
3．知道日常见到的光多数是偏振光，了解偏振光在生产生活中的一些应用。
【重点】对光的偏振现象的理解
【难点】探究光的偏振现象
【课前自主学习】

知识前置

1．偏振现象
在纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向____，在横波中，各点的振动方向总与波的传播方向____，不同的横波，振动方向可能不同。
(1)自然光：由太阳、电灯等普通光源发出的光，它包含着在垂直于传播方向上沿____________的光，而且沿各个方向振动的光波____都相同，这样的光叫做自然光。
(2)偏振光：自然光垂直透过某一偏振片后，其振动方向沿着偏振片的____，这样的光称为偏振光。自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是____，入射角变化时偏振的程度也有所变化。
(3)偏振现象：偏振方向与透振方向平行的光都通过偏振片，偏振方向与透振方向____的光不能通过偏振片，这种现象称为偏振现象。
思考：为什么偏振现象说明光是一种横波？
2．偏振现象在生产生活中的应用
(1)摄影中应用偏振光：为了消除反射光的影响，在镜头前安装一片偏振片，让它的透射方向与反射光的偏振方向____，阻挡了反射光进入镜头。
(2)电子表的液晶显示屏：两块透振方向互相垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，液晶各向异性的属性，特别是当偏振光经过液晶时，其振动方向会旋转90°，这种性质叫做液晶的______。利用这种特性控制让光通过或不通过，从而显示数字的形状。
判断：
1．凡是波都有偏振现象．       (  )
2．反射可以引起自然光的偏振．       (  )
3．拍摄水中游鱼时，在镜前装一偏振片是利用光的偏振现象．
4．激光可以进行光纤通信是利用了相干性好的特点．       (  )
5．激光可用做“光刀”来切开皮肤是利用激光的相干性好．
            (  )
6．全息照相技术只能记录光波的强弱信息．       (  )
思考：当戴上偏振片眼镜观察水面时，能够清楚地看到水中的游鱼，试解释其中的道理。
二、新知学习             (  )

1.想一想：

在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，如果不戴这副眼镜，银幕上的图像就模糊不清了。这是为什么？

波分为纵波和横波
在纵波中，________________________。在横波中，________________________。这种方法适用于看得见质点振动方向的机械波．
____不能产生偏振现象
同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是不同的。这个现象称为“____________”。一列沿水平方向传播的横波，既可能沿上下方向振动，也可能沿左右方向振动，还可能沿其他“斜”的方向振动。横波的振动方向称为“____________”。
光的偏振
光的干涉和衍射现象说明光具有_____性。光是一种_____。
利用“偏振片”代替图 1 中带有狭缝的木板来做光学实验。偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，沿着这个方向振动的_____能顺利通过偏振片，偏振方向与这个方向垂直的光不能通过，这个方向叫作“透振方向”。偏振片对光波的作用就像图1 中的狭缝对于机械波的作用一样。

光是传播中的电磁场，即电磁波。“电磁波的振动方向”指的是__________方向。
实验：
观察光的偏振现象

图自然光通过偏振片的实验结果
如图甲，让阳光或灯光通过偏振片 P，在 P 的另一侧观察，可以看到偏振片是透明的，只是透射光暗了一些。以光的传播方向为轴旋转偏振片 P透射光的强度变化吗？
在偏振片 P 的后面再放置另一个偏振片 Q（图乙），以光的传播方向为轴旋转偏振片 Q图丙，观察通过两块偏振片的透射光的强度变化。
偏振片
偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，只有____________________才能通过偏振片，这个方向叫作__________．偏振片对光波的作用就像__________的作用一样．
思考与讨论：
怎样解释上面的实验呢？如果光波是纵波，上面演示的现象是否会发生？
实际上，太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着在____________________，而且____________________。这种光是“自然光”（图）。

太阳光是自然光
自然光在通过偏振片 P 时，只有振动方向与偏振片的透振方向一致的光波才能顺利通过。也就是说，通过偏振片 P 的光波，____________________，____________________。这种光叫作偏振光（polarized light）。通过偏振片 P 的偏振光照射到偏振片 Q 时，如果两个偏振片的透振方向平行，那么，通过 P 的偏振光的振动方向与偏振片 Q 的透振方向一致，可以透过 Q（图乙）；如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振动方向跟偏振片 Q 的透振方向垂直，不能透过 Q（图丙）。偏振光并不罕见。除了从太阳、白炽灯等光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光。自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光（图），入射角变化时偏振的程度也有变化。

反射引起自然光的偏振

偏振现象的应用

光的偏振现象有很多应用。例如，___________、___________时，由于水面和玻璃表面的反射光的干扰，景象会不清楚。如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，转动滤光片，______________________，就可以减弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。

做一做：
将一个偏振片放于眼睛的前方，观察通过窗户进入室内的自然光。转动偏振片，你感觉到的明暗有没有明显的变化？
再透过偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的自然光，同时转动偏振片。你感觉到的明暗有没有明显的变化？玻璃表面、光滑桌面反射的光是偏振光吗？
透过偏振片观察手机等液晶屏幕上的字，你有什么发现？
激光的特点及其应用

1.（单选）如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明(　　)

A．光是电磁波 B．光是一种横波
C．光是一种纵波 D．光是概率波
2.（多选）准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光刀，可用于进行近视眼的治疗．用这样的激光刀对近视眼进行手术，手术时间短、效果好、无痛苦．关于这个治疗，以下说法中正确的是(　　)
A．近视眼是物体成像在眼球中的视网膜的前面，使人不能看清物体
B．激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术
C．激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复
D．激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削
E．激光治疗近视眼手术是利用激光的相干性好
3.激光全息照片的底片上记录了光的干涉条纹，含有被拍摄物体反射的光的所有信息，实现了照片的立体性．若照相时，被摄物体被挡住一部分，通过调整视线仍可看见被挡部分．照片被切开成两半，从一半上仍可看到物体的全像，照片就像一个观察物体的窗口．激光全息照相利用了激光________的性质．
4.电子表的显示屏利用了液晶的旋光性，当液晶上不加电压时，偏振光通过液晶时偏振方向会旋转90°，这就是液晶的旋光性；如果在液晶上加上电压，则旋光性消失．有一种电子表的显示屏是透明的，而在显示数字的笔画处不透光，则上下两个偏振片的透振方向相互________；笔画处为________电极，因此加上电压时变为________的．

参考答案

【答案】B

【解析】光的偏振现象证明光是一种横波，故选B。

2.【答案】ABD

【解析】激光手术是物理技术用于临床医学的最新成果．人的眼睛是一个光学成像系统，角膜和晶状体相当于一个凸透镜，物体通过凸透镜成像在视网膜上，人就能看清楚物体．当角膜和晶状体组成的这个凸透镜的焦距比较小，物体成像在视网膜的前面时，人就不能看清物体，这就是近视眼，A对；激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术，B对、E错；激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，使眼球中的凸透镜的焦距适当变大，物体经过角膜和晶状体后成像在视网膜上，C错、D对．
3.【答案】相干性好
【解析】全息照相利用激光的频率单一、相干性好的特点，使参考光和物光有很高的相干性，拍摄立体照片．
4.【答案】垂直　透明　不透明
【解析】假设光从下向上传播，光线通过下偏振片时成为偏振光，如果不加电压，偏振光通过液晶时偏振方向旋转90°，此时光线能透过上偏振片，可知上偏振片的透振方向应与此时偏振光的偏振方向相同，即与下偏振片的透振方向垂直；组成数字的笔画处有时透明，有时不透明，可知笔画处为透明电极，当加上电压时液晶旋光性消失，光线不能透过．

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（选必1）4.6 光的偏振 激光（导学案）

（选必1）4.6 光的偏振激光（导学案）