学习目标要求
1.观察光的偏振现象,知道光是横波。
2.知道自然光和偏振光的区别,知道偏振现象的一些应用。
3.了解激光的特征和应用。
自主探究(一) 光的偏振
❶偏振现象:不同的横波,即使传播方向相同,振动方向也可能不同,这种现象称为“偏振现象”,横波的振动方向称为“偏振方向”。
❷光的偏振
(1)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,只有沿着这个方向振动的光波才能顺利通过偏振片,这个方向叫作“透振”方向。
(2)自然光和偏振光
①自然光:太阳、日光灯等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同。这种光是“自然光”。
②偏振光:在垂直于传播方向的平面上,沿着某个特定的方向振动,这种光叫作偏振光。
(3)光的偏振现象说明光是一种横波。
自然光与偏振光的比较
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自然光 |
偏振光 |
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不同点 |
光的来源 |
直接从光源发出的光 |
自然光通过偏振片后的光或由某种介质反射或折射的光 |
光的振动方向 |
在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿所有方向,且沿各个方向振动的光波的强度都相同 |
在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿某个特定方向(与偏振片透振方向一致) |
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相同点 |
不管是自然光还是偏振光,传播方向与振动方向一定垂直 |
【例3】关于光的偏振,下列说法不正确的是( )
A.自然光通过偏振片后,就得到了偏振光
B.拍摄水面下的景物时,加偏振片可使像更清晰
C.所有的波都具有偏振现象
D.立体电影是应用光的偏振的一个实例
答案 C
解析 自然光通过偏振片后,从而得到在某一方向振动的光,这就是偏振光,故A项正确;拍摄水面下的景物时,为防止反射光的干扰,所以在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响,故B项正确;只有横波才能发生光的偏振现象,故C项错误;立体电影的制作利用了光的偏振现象,放映的时候也是用双镜头放映机,其中每个镜头前放有偏振方向不同的偏振光片,观众戴的眼镜上也有相对应方向的偏振光片,这样每只眼睛就只能看到一个镜头所投影的图像,故D项正确。
【训练2】 如图所示,白炽灯的右侧依次放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧,旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化情况是 ( )
A.A、B均不变 B.A、B均有变化
C.A不变,B有变化 D.A有变化,B不变
答案 C
解析 旋转偏振片P,A处得到的是强度始终相同的偏振光,偏振光再经过偏振片Q,B处的光强随着P的转动而变化,当Q的透振方向与经过P的偏振光的振动方向垂直时,B处的光强最弱,选项C正确。
自主探究(二) 激光的特点与应用
特点 |
应用 |
相干性强:激光具有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的特点,是人工产生的相干光,具有高度的相干性 |
光纤通信 |
平行度好:激光的平行度非常好,传播很远的距离后仍能保持一定的强度 |
激光测距,为枪械、火炮、导弹等武器提供目标指引 |
亮度高:它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量 |
用激光束切割、焊接,医学上可以用激光做“光刀”,激发核聚变等 |
【例4】 关于激光的应用,下列说法正确的是( )
A.光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制,使其在光导纤维中传递信息的
B.计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点
C.医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点
D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点
答案 C
解析 由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用了激光的相干性,A错误;计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行度好,B错误;医疗中用激光做“光刀”利用了激光的亮度高的特点,C正确;激光测距利用的是激光的平行度好的特点,D错误。
1.(光的偏振)如图所示,让太阳光(自然光)通过M上的小孔S后照射到M右方的偏振片P上,P的右侧再放一光屏Q,现使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周,则关于光屏Q上的亮度变化情况,下列判断中正确的是( )
A.只有当偏振片转到某一适当位置时光屏被照亮,其他位置时光屏上无亮光
B.光屏上亮度基本不变
C.光屏上亮、暗交替变化出现
D.光屏上只有一条亮线随偏振片的转动而转动
【答案】 B
【解析】 太阳光是自然光,在垂直于光的传播方向的平面内,光的振动沿任意方向,且各个方向上的光振动强度相同,所以旋转偏振片只能改变光振动的方向,不能改变光的强度。故B正确。
3.(激光)关于激光,下列说法正确的是( )
A.激光是自然光的一种
B.自然界中某些天然物体也可以发出激光
C.激光可以像刀子一样切除肿瘤
D.由于激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象
【答案】 C
【解析】 激光是用人工方法激发的一种特殊的光,是人工产生的,不是天然光,A、B错误;激光亮度高,能量集中,可以像刀子一样切除肿瘤,C正确;激光和自然光一样能发生衍射现象,D错误。