物理人教版选择性必修第一册-4.6 光的偏振 激光.pdfVIP

4.6光的偏振激光

【教学目标与核心素养】

【物理观念】了解光的偏振现象、激光的特征，简单知道二者在现代科技中的应用；

【科学思维】通过认识光的偏振现象、激光的特征，并了解其在现代科技中应用的基本原理，培养

学生良好的思维习惯。

【科学探究】通过对光的偏振现象的探究，通过分组活动培养其主动与他人合作、主动将自己的见

解与他人交流的团队精神；

【科学态度与责任】通过学习光的偏振现象在生活、生产、技术中的应用培养学生运用科学知识服

务社会的意识。

【重难点】

【教学重点】对光的偏振现象的理解；

【教学难点】探究光的偏振现象；

【教学过程】

一、【引入新课】

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？

二、【进行新课】

探究点一、偏振

波分为纵波和横波

在纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上。在横波中，各点的振动方向总与波的

传播方向垂直。这种方法适用于看得见质点振动方向的机械波．

横波

横波

偏振

纵波

纵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“偏振现象”。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“偏振方向”。

让绳穿过一块带有狭缝的木板，先后将狭缝与振动方向平行放置及与振动方向垂直放置（图1）。

对于图1甲的情形，绳上的横波能穿过狭缝，而对于图1乙的情形则不能。如图2，在一条弹簧

上传播的纵波，无论狭缝的取向如何，波都能穿过。

图1.狭缝的方向影响横波的传播图2.纵波可以穿过不同方向的狭缝

探究点二、光的偏振

光的干涉和衍射现象说明光具有波动性。光是一种横波。

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光波能顺利通过偏振片，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”指的是其中电场的方向。

图1狭缝的方向影响横波的传播

实验：

观察光的偏振现象

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，只有沿着这个方向振动的光波才能通

过偏振片，这个方向叫作透振方向．偏振片对光波的作用就像狭缝对机械波的作用一样．

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，包含着在垂直于传播方向上沿一切方

向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。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，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

（polarizedlight）。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