湖南省長沙市長郡衛(wèi)星遠程學(xué)校高中物理《光的偏振 激光》課件 新人教版選修21

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1、復(fù)復(fù) 習(xí)：習(xí)：在縱波中，振動方向總是跟波的傳在縱波中，振動方向總是跟波的傳播方向在同一直線上在橫波中，振動播方向在同一直線上在橫波中，振動方向總是垂直于波的傳播方向，但不同方向總是垂直于波的傳播方向，但不同的橫波，振動方向可以不同的橫波，振動方向可以不同例如一列橫波沿水平方向傳播，例如一列橫波沿水平方向傳播，質(zhì)點在豎直平面內(nèi)可能沿著上下方向質(zhì)點在豎直平面內(nèi)可能沿著上下方向振動，也可能沿著左右方向振動，也振動，也可能沿著左右方向振動，也可能沿著任何其他方向振動可能沿著任何其他方向振動例如一列橫波沿水平方向傳播，例如一列橫波沿水平方向傳播，質(zhì)點在豎直平面內(nèi)可能沿著上下方向質(zhì)點在豎直平面內(nèi)可能沿著上

2、下方向振動，也可能沿著左右方向振動，也振動，也可能沿著左右方向振動，也可能沿著任何其他方向振動可能沿著任何其他方向振動當(dāng)然，對于一個確定的橫波，它當(dāng)然，對于一個確定的橫波，它的振動方向是確定的的振動方向是確定的一、偏振現(xiàn)象一、偏振現(xiàn)象一、偏振現(xiàn)象一、偏振現(xiàn)象取一根軟繩，一端固定在墻上，取一根軟繩，一端固定在墻上，手持另一端上下抖動，就在軟繩上形手持另一端上下抖動，就在軟繩上形成一列成一列橫波橫波.一、偏振現(xiàn)象一、偏振現(xiàn)象取一根軟繩，一端固定在墻上，取一根軟繩，一端固定在墻上，手持另一端上下抖動，就在軟繩上形手持另一端上下抖動，就在軟繩上形成一列成一列橫波橫波.現(xiàn)在，讓軟繩穿過一塊帶有狹縫現(xiàn)在，

3、讓軟繩穿過一塊帶有狹縫的木板，如果狹縫與振動方向平行，的木板，如果狹縫與振動方向平行，則振動可以通過狹縫傳到木板的另一則振動可以通過狹縫傳到木板的另一側(cè)（圖甲）如果狹縫與振動方向垂側(cè)（圖甲）如果狹縫與振動方向垂直，則振動就被狹縫擋住而不能向前直，則振動就被狹縫擋住而不能向前傳播（圖乙）傳播（圖乙）形象說明偏形象說明偏振片的原理振片的原理形象說明偏形象說明偏振片的原理振片的原理通光方向通光方向形象說明偏形象說明偏振片的原理振片的原理通光方向通光方向形象說明偏形象說明偏振片的原理振片的原理通光方向通光方向形象說明偏形象說明偏振片的原理振片的原理通光方向通光方向形象說明偏形象說明偏振片的原理振片的原

4、理通光方向通光方向形象說明偏形象說明偏振片的原理振片的原理通光方向通光方向形象說明偏形象說明偏振片的原理振片的原理通光方向通光方向形象說明偏形象說明偏振片的原理振片的原理通光方向通光方向腰橫別扁擔(dān)進腰橫別扁擔(dān)進不了城門不了城門如果將這根繩換成細軟的彈簧，前如果將這根繩換成細軟的彈簧，前后推動彈簧形成后推動彈簧形成縱波縱波，則無論狹縫怎樣，則無論狹縫怎樣放置，彈簧上的縱波都可以通過狹縫傳放置，彈簧上的縱波都可以通過狹縫傳播到木板的另一側(cè)（如下圖）播到木板的另一側(cè)（如下圖） 如果將這根繩換成細軟的彈簧，前如果將這根繩換成細軟的彈簧，前后推動彈簧形成后推動彈簧形成縱波縱波，則無論狹縫怎樣，則無論狹縫

5、怎樣放置，彈簧上的縱波都可以通過狹縫傳放置，彈簧上的縱波都可以通過狹縫傳播到木板的另一側(cè)（如下圖）播到木板的另一側(cè)（如下圖） 受上面實驗的啟發(fā)，我們可以利用類受上面實驗的啟發(fā)，我們可以利用類似的實驗來判斷光波是橫波還是縱波似的實驗來判斷光波是橫波還是縱波?受上面實驗的啟發(fā)，我們可以利用類受上面實驗的啟發(fā)，我們可以利用類似的實驗來判斷光波是橫波還是縱波似的實驗來判斷光波是橫波還是縱波?偏振片偏振片由特定的材料制成，它上面有由特定的材料制成，它上面有一個特殊的方向（一個特殊的方向（叫做透振方向叫做透振方向），只有），只有振動方向與透振方向平行的光波才能通過振動方向與透振方向平行的光波才能通過偏振片

6、偏振片對光波的作用就像上圖中偏振片偏振片對光波的作用就像上圖中的狹縫對于機械波的作用一樣的狹縫對于機械波的作用一樣受上面實驗的啟發(fā)，我們可以利用類受上面實驗的啟發(fā)，我們可以利用類似的實驗來判斷光波是橫波還是縱波似的實驗來判斷光波是橫波還是縱波?偏振片偏振片由特定的材料制成，它上面有由特定的材料制成，它上面有一個特殊的方向（一個特殊的方向（叫做透振方向叫做透振方向），只有），只有振動方向與透振方向平行的光波才能通過振動方向與透振方向平行的光波才能通過偏振片偏振片對光波的作用就像上圖中偏振片偏振片對光波的作用就像上圖中的狹縫對于機械波的作用一樣的狹縫對于機械波的作用一樣現(xiàn)在利用偏振片代替上面的帶有

7、狹縫現(xiàn)在利用偏振片代替上面的帶有狹縫的木板，來做光學(xué)實驗的木板，來做光學(xué)實驗當(dāng)只有一塊偏振當(dāng)只有一塊偏振片時，以光的傳播方片時，以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，透射光的強度不變透射光的強度不變當(dāng)只有一塊偏振當(dāng)只有一塊偏振片時，以光的傳播方片時，以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，透射光的強度不變透射光的強度不變當(dāng)只有一塊偏振當(dāng)只有一塊偏振片時，以光的傳播方片時，以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，透射光的強度不變透射光的強度不變當(dāng)兩塊偏振片的當(dāng)兩塊偏振片的透振方向平行時，透透振方向平行時，透射光的強度最大，但射光的強度最大，但是，比通過一塊偏振是，比通過

8、一塊偏振片時要弱片時要弱當(dāng)只有一塊偏振當(dāng)只有一塊偏振片時，以光的傳播方片時，以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，透射光的強度不變透射光的強度不變當(dāng)兩塊偏振片的當(dāng)兩塊偏振片的透振方向平行時，透透振方向平行時，透射光的強度最大，但射光的強度最大，但是，比通過一塊偏振是，比通過一塊偏振片時要弱片時要弱當(dāng)兩塊偏振片的透振方向垂直時，當(dāng)兩塊偏振片的透振方向垂直時，透射光的強度最弱，幾乎為零透射光的強度最弱，幾乎為零.當(dāng)兩塊偏振片的透振方向垂直時，當(dāng)兩塊偏振片的透振方向垂直時，透射光的強度最弱，幾乎為零透射光的強度最弱，幾乎為零.1.太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，

9、包含著在垂直于傳播方向上沿一切方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叫做的光波的強度都相同這種光叫做自自然光然光 .1.太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，太陽、電燈等普通光源發(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叫做的光波的強度都相同這種光叫做自自然光然光 .2.自然光通過第一個偏振片（叫自然光通過第一個偏振片（叫做起偏器）之后，只有振動方向跟做起偏器）之后，只有振動方向跟偏振片的透振方向一致

10、的光波才能偏振片的透振方向一致的光波才能通過也就是說，通過第一個偏振通過也就是說，通過第一個偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個特定的方向振面上，只沿著一個特定的方向振動這種光叫做動這種光叫做偏振光偏振光橫波只沿著某一個特定的方橫波只沿著某一個特定的方向振動，稱為波的偏振向振動，稱為波的偏振只有橫只有橫波才有偏振現(xiàn)象波才有偏振現(xiàn)象3.通過第一個偏振片的偏振光再通通過第一個偏振片的偏振光再通過第二個偏振片（稱為過第二個偏振片（稱為檢偏器檢偏器）時，如）時，如果兩個偏振片的透振方向平行，那么，果兩個偏振片的透振方向平行，那么，通過第一個偏振光的振動方向跟

11、第二個通過第一個偏振光的振動方向跟第二個偏振片的透振方向偏振片的透振方向平行，透射光的強度平行，透射光的強度最大最大3.通過第一個偏振片的偏振光再通通過第一個偏振片的偏振光再通過第二個偏振片（稱為過第二個偏振片（稱為檢偏器檢偏器）時，如）時，如果兩個偏振片的透振方向平行，那么，果兩個偏振片的透振方向平行，那么，通過第一個偏振光的振動方向跟第二個通過第一個偏振光的振動方向跟第二個偏振片的透振方向偏振片的透振方向平行，透射光的強度平行，透射光的強度最大最大4.如果兩個偏振片的透振方向垂直，如果兩個偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振動方向跟第二個偏振那么，偏振光的振動方向跟第二個偏振片的透振方向

12、片的透振方向垂直垂直，偏振光不能通過第，偏振光不能通過第二個偏振片，二個偏振片，透射光的強度為零透射光的強度為零4.如果兩個偏振片的透振方向垂直，如果兩個偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振動方向跟第二個偏振那么，偏振光的振動方向跟第二個偏振片的透振方向片的透振方向垂直垂直，偏振光不能通過第，偏振光不能通過第二個偏振片，二個偏振片，透射光的強度為零透射光的強度為零4.如果兩個偏振片的透振方向垂直，如果兩個偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振動方向跟第二個偏振那么，偏振光的振動方向跟第二個偏振片的透振方向片的透振方向垂直垂直，偏振光不能通過第，偏振光不能通過第二個偏振片，二個偏振片，透射光的

13、強度為零透射光的強度為零所以，光是一種橫波所以，光是一種橫波 光的偏振現(xiàn)象并光的偏振現(xiàn)象并不罕見除了從光源不罕見除了從光源（如太陽、電燈等）（如太陽、電燈等）直接發(fā)出的光以外，直接發(fā)出的光以外，我們通常看到的絕大我們通?？吹降慕^大部分光，都是偏振光自然光射到兩種介部分光，都是偏振光自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光入射的方向合適，質(zhì)的界面上，如果光入射的方向合適，使使反射光與折射光之間的夾角恰好是反射光與折射光之間的夾角恰好是90，這時，反射光和折射光就都是偏振的，并這時，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直且偏振方向互相垂直二、偏振現(xiàn)象的應(yīng)用二、偏振現(xiàn)象的應(yīng)用光的偏振現(xiàn)象有很多應(yīng)

14、用如在拍光的偏振現(xiàn)象有很多應(yīng)用如在拍攝日落時水面下的景物、池中的游魚、攝日落時水面下的景物、池中的游魚、玻璃櫥窗里的陳列物的照片時，由于水玻璃櫥窗里的陳列物的照片時，由于水面或玻璃表面的反射光的干擾，常使景面或玻璃表面的反射光的干擾，常使景像不清楚如果在照相機鏡頭前裝一片像不清楚如果在照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片，讓它的透振方向與反射光偏振濾光片，讓它的透振方向與反射光的偏振方向垂直，就可以減弱反射光而的偏振方向垂直，就可以減弱反射光而使景像清晰使景像清晰玻璃門表面玻璃門表面的反光很強的反光很強玻璃門表面玻璃門表面的反光很強的反光很強用偏光鏡用偏光鏡減弱了反減弱了反射偏振光射偏振光玻璃門表面玻

15、璃門表面的反光很強的反光很強用偏光鏡用偏光鏡減弱了反減弱了反射偏振光射偏振光用偏光鏡消除用偏光鏡消除了反射偏振光了反射偏振光 使玻璃門內(nèi)的使玻璃門內(nèi)的人物清晰可見人物清晰可見不加偏振片拍不加偏振片拍攝，櫥窗中景攝，櫥窗中景物模糊不清物模糊不清不加偏振片拍不加偏振片拍攝，櫥窗中景攝，櫥窗中景物模糊不清物模糊不清不加偏振片拍不加偏振片拍攝，櫥窗中景攝，櫥窗中景物模糊不清物模糊不清加偏振片加偏振片拍攝，景拍攝，景物變清晰物變清晰不加偏振片拍不加偏振片拍攝，櫥窗中景攝，櫥窗中景物模糊不清物模糊不清加偏振片加偏振片拍攝，景拍攝，景物變清晰物變清晰1. 1. 物體發(fā)光的微觀機理：物體發(fā)光的微觀機理：1.

16、1. 物體發(fā)光的微觀機理：物體發(fā)光的微觀機理：物質(zhì)中的原子受到激發(fā)以后，原物質(zhì)中的原子受到激發(fā)以后，原子能量增加，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，要向子能量增加，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，要向低能態(tài)低能態(tài)躍遷躍遷。在向低能態(tài)。在向低能態(tài)躍遷躍遷的過程的過程中，會發(fā)出光。中，會發(fā)出光。2. 2. 激光的產(chǎn)生：激光的產(chǎn)生：2. 2. 激光的產(chǎn)生：激光的產(chǎn)生：某些物質(zhì)的原子中的粒子受光某些物質(zhì)的原子中的粒子受光或電刺激，使低能級的原子變成高或電刺激，使低能級的原子變成高能級原子，能級原子，在向低能態(tài)躍遷時輻射在向低能態(tài)躍遷時輻射出相位、頻率、方向等完全相同的出相位、頻率、方向等完全相同的光，這種光叫作激光光，這種光叫作激光。

17、3、激光的特性及應(yīng)用、激光的特性及應(yīng)用3、激光的特性及應(yīng)用、激光的特性及應(yīng)用1.1.相干性應(yīng)用：相干性應(yīng)用：光纖通訊、激光全光纖通訊、激光全息技術(shù)息技術(shù)3、激光的特性及應(yīng)用、激光的特性及應(yīng)用1.1.相干性應(yīng)用：相干性應(yīng)用：光纖通訊、激光全光纖通訊、激光全息技術(shù)息技術(shù)2.2.平行度好：平行度好：測距、測速（激光雷達測距、測速（激光雷達測速）信息存儲和閱讀（測速）信息存儲和閱讀（DVD、CD唱機、唱機、計算機光盤計算機光盤3、激光的特性及應(yīng)用、激光的特性及應(yīng)用1.1.相干性應(yīng)用：相干性應(yīng)用：光纖通訊、激光全光纖通訊、激光全息技術(shù)息技術(shù)2.2.平行度好：平行度好：測距、測速（激光雷達測距、測速（激光

18、雷達測速）信息存儲和閱讀（測速）信息存儲和閱讀（DVD、CD唱機、唱機、計算機光盤計算機光盤3.3.亮度高：亮度高：工業(yè)切割、焊接；醫(yī)學(xué)工業(yè)切割、焊接；醫(yī)學(xué)“光刀光刀”、焊接。利用強激光產(chǎn)生的高壓、焊接。利用強激光產(chǎn)生的高壓引發(fā)核聚變。引發(fā)核聚變。4 4、全息照相、全息照相參考光參考光照相底片照相底片反射光反射光物光物光物物4 4、全息照相、全息照相參考光參考光照相底片照相底片反射光反射光物光物光物物同一激同一激光束被分成光束被分成兩束，參考兩束，參考光直接照到光直接照到底片上，物底片上，物光也到達底片。兩者干涉，在底片上形成復(fù)光也到達底片。兩者干涉，在底片上形成復(fù)雜的干涉條紋，各點的明暗程度反映了疊加雜的干涉條紋，各點的明暗程度反映了疊加的加強和減弱的情形。的加強和減弱的情形。照明光照明光全全息息照照片片人眼人眼照明光照明光全全息息照照片片人眼人眼全息照片的觀看：全息照片的觀看：用激光照射全息照片，在照片的另用激光照射全息照片，在照片的另一側(cè)觀看原物體的立體的像。一側(cè)觀看原物體的立體的像。