2025年高二物理同步培优讲练（人教版选择性必修第一册）4.6 光的偏振 激光（解析版）.docx

4.6光的偏振激光

物理素养

学习目标

1.物理观念：①了解光的偏振现象，知道激光的特性。②知道自然光和偏振光的区别。

2.科学思维：借助实例分析推理知道光是横波。

3.科学探究：经历光的偏振实验的过程，体会偏振光的特性。

4.科学态度与责任：通过生活中实例观察，引导学生体会物理之美，培养学习兴趣。

1.通过观察光的偏振现象，知道光是横波。

2.知道偏振光和自然光的区别，能运用偏振知识解释生活中的一些常见光学现象。

3.了解激光的特性，能举例说明激光技术在生产生活中的应用。

重点关注：①偏振、偏振片、透振方向②偏振光、自然光③激光

（一）课前研读课本，梳理基础知识

一、光的偏振

1．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”。

2．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，沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，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。

二、偏振现象的应用

1．摄影技术中的应用：摄影师在拍摄池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物时，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，让它的透振方向与水面和玻璃表面的反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。

2．偏振片在汽车挡风玻璃上的应用：汽车夜间行驶与对面的车辆相遇时，如遇远光灯引发炫目，极易引起车祸。如果驾驶室的挡风玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振方向都沿同一方向并与水平面成45°角，可避免远光灯引发炫目，保证行车安全。

3．立体电影：在每架放映机前装有一块偏振片，其透振方向互相垂直。观众所戴的偏振眼镜的两只镜片透振方向互相垂直，且左眼镜片与左放映机前偏振片的透振方向一致，右眼镜片与右边放映机前偏振片的透振方向一致。这样，左眼只能看到左边放映机放映出的画面，右眼只能看到右边放映机放映出的画面，两眼看到的画面略有差别，因而产生立体感。

三、激光

1．激光的产生：激光是一种频率相同、相位差恒定、振动方向一致的人造(选填“人造”或“自然”)光波，具有高度的相干性。

2．激光的特点及应用

特点

性质

应用

相干性高

激光具有频率单一、相位差恒定、偏振方向相同的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性

单缝衍射和双缝干涉实验

光纤通信

全息照相

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

精确的测距；提供目标指引；读取光盘上记录的信息等

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”

（二）辨析

1.自然光和偏振光的主要区别是什么?

【答案】在垂直于传播方向的平面内，自然光沿一切方向振动,偏振光沿某一特定方向振动。

2.自然光经水面反射的光一定是偏振光吗?

【答案】自然光经水面反射和折射的光都是偏振光。

3.利用激光测量地球到月球的距离,应用了激光哪方面的特点?

【答案】应用了激光的平行度好的特点

4.什么是激光的“纯净”性?这一性质有何作用?

【答案】(1)应用了激光平行度好的特点。(2)“纯净”性是指频率、相位、偏振以及传播方向等性质完全相同。利用这个特点,双缝干涉实验和衍射实验用激光比用自然光更容易完成。可以用来传递信息。

【题型一】光的偏振

【点拨】

【点拨】

1.自然光与偏振光的比较

自然光

偏振光

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)

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

2.自然光与偏振光的比较

（1）偏振光的形成

①让自然光通过偏振片形成偏振光．

②让自然光在两种介质界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光．

（2）偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等．

（3）光的偏振现象说明光是一种横波．

【典型例题1】（2024·北京东城·一模）图甲、图乙分别为研究光现象的两个实验，下列说法正确的是（）

A．图甲正中央的亮点是由于光通过小孔沿直线传播形成的

B．图甲所示现象是光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样