高中物理-激光 (6)
高中物理第十三章光第5、6节光的衍射光的偏振解析版新人教版选修3_4
光的衍射光的偏振1．衍射现象光通过很窄的缝或很小的孔时，光没有沿直线传播，而是绕过缝或孔的边缘传播到相当宽的地方的现象。
2．衍射条纹特点衍射条纹是一些明暗相间的条纹，中央条纹最宽、最亮，离中央条纹越远，亮条纹的宽度越小，亮度越低。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．一切光都会发生衍射。
(√)2．单缝衍射中，中央条纹亮而宽。
(√)3．阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的。
(×)[释疑难·对点练]1．单缝衍射图样的特点(1)中央条纹亮而宽。
(2)两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐渐变窄，亮度逐渐减弱。
(3)波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大；单缝不变时，波长大的中央条纹宽，各条纹间距大。
(4)白光的单缝衍射条纹是中央为白色亮条纹，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近白色亮条纹的内侧为紫色。
2．圆孔衍射(1)圆孔衍射：如图甲所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现图乙所示的圆形亮斑(光的直线传播)；减小圆孔，光屏上出现光源的像(小孔成像)；当圆孔很小时，光屏上出现图丙所示的亮、暗相间的圆环(衍射图样)。
(2)圆孔衍射的图样特征：①单色光的圆孔衍射图样：中央亮圆的亮度大，外面是明暗相间的不等距的圆环；越向外，圆(亮)环亮度越低；②白光的圆孔衍射图样：中央亮圆为白色，周围是彩色圆环。
3．圆板衍射(1)各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓模糊不清，若在单色光(如激光)传播途中放一个较小的圆形障碍物，会发现在影的中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑。
(2)形成泊松亮斑时，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。
(3)圆板衍射图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小。
[试身手]1．(多选)下列说法正确的是( )A．当光的波长比圆孔的直径大时，可以产生明显的衍射现象B．衍射现象的研究表明“光沿直线传播”只是一种近似规律C．用平行的单色光垂直照射不透明的小圆板，在圆板的后面发现圆板阴影中心处有一亮斑，这是光的干涉现象D．用平行的单色光垂直照射一个刀片，发现屏上刀片的阴影的边缘模糊不清，这是光的衍射现象解析：选ABD 当波长比障碍物的尺寸大或相差不多时，可以产生明显衍射现象，A正确；光沿直线传播是一种近似规律，B正确；泊松亮斑、刀片阴影边缘模糊都是光的衍射现象，C 错误，D正确。
高中人教物理选择性必修一第4章第5节 光的偏振 激光课时同步练(解析版)
第四单元光第6课光的偏振激光一、基础巩固1．下面四种与光有关的叙述中，哪些说法是错误的（）A．用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理B．光的偏振证明了光是横波C．通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的干涉所致D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由黄光改为绿光，则条纹间距变窄【答案】C【解析】用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理，故A不符合题意；光的偏振是光沿特定方向振动且与传播方向相垂直，则光的偏振说明是一种横波，故B不符合题意；通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，这是光的衍射现象，故C符合题意；在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由黄光改为绿光，波长变短，则条纹间距变窄，故D不符合题意。
本题选说法错误的，故C正确ABD错误。
故选C。
2．关于光现象及其应用，下列说法正确的是（）A．汽车灯光夜间照着自行车“尾灯”，就变得十分明亮，是利用了光的折射B．照相机的镜头表面镀有一层膜，使照相效果更好，是利用了光的衍射C．用透明的标准样板和单色光检查工件平面的平整度，利用了光的干涉D．抽制高强度纤维细丝，可用激光监控其粗细，是利用了光的偏振【答案】C【解析】自行车“尾灯”为全反射棱镜，利用光的全反射现象；故A不符合题意；照相机镜头表面镀有一层增透膜是利用了光的薄膜干涉现象。
故B不符合题意；用透明的标准样板和单色光检查工件平面的平整度，利用了光的薄膜干涉现象。
故C符合题意；激光束越过细丝时产生的衍射条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同。
观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化。
故D不符合题意。
3．在做双缝干涉实验时，常用激光光源，这主要是应用激光的（）A．相干性好B．反射性好C．亮度高的特性D．平行性好【答案】A【解析】在做双缝干涉实验时，常用激光光源，这主要是应用激光的相干性好．故选A．4．在演示双缝干涉的实验时,常用激光做光源,这主要是应用激光的( )A．亮度高B．平行性好C．相干性好D．波动性好【答案】C【解析】在做双缝干涉实验时，常用激光光源，这主要是应用激光的相干性好以及单色性好．容易发生干涉现象，故C正确，ABD错误．故选C．5．对光现象的认识，下列说法中正确的是．（）A．光的色散现象都是由光的干涉引起的B．光导纤维导光主要应用了光的干涉原理C．光的衍射现象表明光不沿直线传播D．光的偏振现象说明了光是一种纵波．【答案】C【解析】光的色散可能由光的干涉引起，也可能是光的折射引起的，故A错误；光导纤维应用了光的全反射，故B错误；衍射现象说明光具有波动性，光不沿直线传播，故C正确；光的偏振现象说明光是一种横波，故D错误．所以C正确，ABD错误．6．下列说法中正确的是（）A．用光导纤维束传送图象信息，这是利用光的衍射现象B．立体电影利用的是光的偏振现象C．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的干涉现象D．照相机、望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，从膜的前表面和玻璃表面反射的光相互加强【答案】B【解析】在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象．故A错误．立体电影是应用了光的偏振现象．故B正确．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹是光的衍射现象．故C错误．照相机、望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，即增透膜，光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，从膜的前表面和玻璃表面反射的光相互减弱．故D错误．故选B．7．下列说法正确的是（）A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象B．用光导纤维传递信息是利用光的全反射现象C．用“猫眼”扩大观察视野是利用光的衍射现象D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象【答案】B【解析】用三棱镜观察太阳光谱是利用光的折射现象，选项A错误；用光导纤维传递信息是利用光的全反射现象，选项B正确；用“猫眼”扩大观察视野是利用光的折射现象，选项C错误；用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，选项D错误。
22人教版高中物理新教材选择性必修第一册--第6节 光的偏振 激光
第6节光的偏振激光课标解读课标要求素养要求1.观察光的偏振现象,知道其产生的原因,知道其在生产生活中的应用。
2.知道光是横波。
3.通过实验，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。
1.物理观念:通过实验,认识偏振现象,知道只有横波才有偏振现象;了解激光的特点。
2.科学态度与责任:了解偏振光和自然光的区别,能列举实例阐述激光的三个特性。
自主学习·必备知识教材研习教材原句要点一偏振现象不同的横波，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”①。
要点二激光1960年，美国物理学家梅曼率先在实验室中制造出了频率相同、相位差恒定、振动方向一致②的光波，这就是激光。
自主思考①（1）自然光和偏振光的主要区别是什么？（2）自然光经水面反射的光一定是偏振光吗？答案：提示（1）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）自然光经水面反射和折射的光都是偏振光。
②（1）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？（2）什么是激光的“纯净”性？这一性质有何作用？答案：提示（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。
名师点睛1.光的偏振现象说明光波属于横波。
2.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。
3.光在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动。
这种光叫作偏振光。
4.激光可以进行光纤通信是利用了激光纯净的特性。
互动探究·关键能力探究点一光的偏振情境探究1.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，严重影响行车安全。
根据你所学的物理知识，能不能提出一种解决方法？答案：提示将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，这样自己车灯发出的光经对面车窗反射后仍能进入自己眼中，而对面车灯发出的光不能进入自己的眼中。
高中物理光的偏振 激光课后习题答案
高中物理光的偏振激光课后习题答案1.什么是光的偏振现象？光的偏振现象对认识光的本性有什么意义？解析：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光叫作偏振光，偏振光只能通过偏振方向与它振动方向相同的偏振片的现象叫做光的偏振现象，光的偏振现象说明光是一种横波。
从光的偏振概念来分析,偏振现象是横波独有的现象，纵波不会发生偏振现象。
2.市场上有一种太阳镜，它的镜片是偏振片。
为什么不用普通的带色玻璃而用偏振片？安装镜片时它的透振方向应该沿什么方向？利用偏振眼镜可以做哪些实验，做哪些检测？解析：两者的目的都是减少通光量，但普通带色玻璃改变了物体的颜色，而偏振片不会，并且会使看到的景物色彩柔和。
安装镜片时，两镜片的透振方向应相互垂直。
利用偏振镜片可以检验光波是不是横波，也可以检测某一光波是不是偏振光。
比如检测镜面的反射光、玻璃的折射光是不是偏振光。
3.激光是相干光源。
根据激光的这个特点，可以将激光应用在哪些方面？解析：可以将激光应用在检查物体表面平整度和全息照相等方面。
4．一张光盘可以记录几亿个字节，其信息量相当于几千本十多万字的书，其中一个重要的原因就是光盘上记录信息的轨道可以做得很密，1 mm 的宽度至少可以容纳 650 条轨道。
这是应用了激光的什么特性？解析：利用了激光的平行度好的特点。
5．激光可以在很小的空间和很短的时间内聚集很大的能量。
例如一台红宝石巨脉冲激光器，激光束的发散角只有 10-3 rad，在垂直于激光束的平面上，平均每平方厘米面积的功率达到 109 W。
激光的这一特性有哪些应用价值？请你举例说明。
解析：可以利用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔。
医学上可以用激光刀作为“光刀”来切开皮肤、切割肿瘤，还可以用激光“焊接”脱落的视网膜。
高中物理(人教版)精品讲义—光的偏振、激光
高中物理（人教版）精品讲义—光的偏振、激光课程标准课标解读1.观察振动中的偏振现象,知道只有横波才有偏振现象。
2.知道偏振光和自然光的区别,能运用偏振知识来解释生活中一些常见的光学现象。
3.知道激光与自然光的区别。
1.认识光的偏振现象，知道光是横波.2.知道偏振光和自然光的区别，了解偏振现象在生产与生活中的一些应用，如立体电影、液晶显示屏等．知识点01自然光和偏振光自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后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强度都相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某一特定方向(与起偏器透振方向一致)【即学即练1】下列关于偏振光的说法中正确的是() A．自然光就是偏振光B．沿着一个特定方向传播的光叫偏振光C．沿着一个特定方向振动的光叫偏振光D．单色光就是偏振光【答案】C【解析】自然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；只有沿着特定方向振动的光才是偏振光，所以选项C正确．知识点02激光的特点及其应用1.激光：激光是一种通过人工方法获得的一种频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光波。
2.激光的特点(1)“纯净”:激光的频率、相位、偏振方向、传播方向都相同，在实际应用中带来很多方便，如可以更好地完成干涉和衍射实验，广泛地应用于科学研究和生产生活中。
(2)平行度:激光的平行度好,能传播相当远的距离,可以用于精确的测距。
(3)亮度:激光的亮度高,可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量,可以用于切割、焊接以及在坚硬材料上打孔等。
(4)激光能像无线电波那样被调制，用来传递信息。
光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物。
【即学即练2】让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息经过处理后还原成声音和图象，这是利用激光的()A．平行度好，可以会聚到很小的一点上B．相干性好，可以很容易形成干涉图样C．亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量D．波长短，很容易发生明显的衍射现象【答案】A【解析】激光的特点之一是平行度好，它可以会聚到一个很小的点上，DVD、VCD、CD唱机或电脑上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点，选项A正确，B、C、D错误．考法01光的偏振1.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，只有沿着某个特定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”。
高中物理光的波动性知识点总结参考
高中物理光的波动性知识点总结参考高中物理光的波动性知识点总结参考一. 教学内容：光的波动性二. 要点扫描：（一）光的干涉1. 产生相干光源的方法（必须保证r相同）。
⑴利用激光；⑵将一束光分为两束。
2. 双缝干涉的定量分析如图所示，缝屏间距L远大于双缝间距d，O点与双缝S1和S2等间距，则当双缝中发出光同时射到O点附近的P点时，两束光波的路程差为δ＝r2－r1。
条纹间距△x＝λ。
上述条纹间距表达式提供了一种测量光波长的方法。
结论：由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列光波叠加产生。
当这两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时，即kδ＝∝d。
由于膜上各处厚度不同，故各处两列反射波的路程差不等。
若：ΔT＝2d＝nλ（n＝1，2，?）则出现明纹。
ΔT＝2d＝（2n－1）λ/2 （n＝1，2，?）则出现暗纹。
应注意：干涉条纹出现在被照射面。
薄膜干涉应用（1）透镜增透膜：透镜增透膜的厚度应是透射光在薄膜中波长的1／4倍。
使薄膜前后两面的反射光的光程差为波长的一半，（ΔT＝2d＝λ，得d＝λ），故反射光叠加后减弱，从能量的角度分析E入＝E反＋E透＋E吸。
在介质膜吸收能量不变的前提下，若E 反＝0，则E透最大。
增强透射光的强度。
（2）“用干涉法检查平面”：如图所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的。
如果某处凸起来，则对应明纹（或暗纹）提前出现，如图甲所示；如果某处凹下，则对应条纹延后出现，如图乙所示。
（注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的顺序位置上。
）4. 光的波长、波速和频率的关系V＝λf。
光在不同介质中传播时，其频率f不变，其波长λ与光在介质中的波速V成正比。
色光的颜色由频率决定，频率不变则色光的颜色也不变。
（二）光的衍射。
1. 光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障碍物阴影里的现象。
2. 泊松亮斑：当光照到不透光的极小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑。
【最新人教版】【人教版】(高考)高中物理(选修3-4)：13.8《激光》精品教案(含答案)
课时13.8激光1.知道激光与自然光的区别。
2.了解激光的特点及其应用。
3.知道全息照相的原理,体验现代科技的神奇,培养对科学的兴趣。
重点难点:激光的特性和实际应用,激光和自然光的区别,全息照相的原理。
教学建议:本节主要讲解激光的特点及其应用,以及全息照相技术。
只要求学生对激光有所了解,知道激光和自然光的区别,但不给激光下定义,更不讲激光产生的机理。
关于全息照相的原理,要理解相位差是形成立体图像的根本原因。
导入新课:激光最初的中文名叫作“镭射”“莱塞”,是它的英文名称LASER的音译,是英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的缩写词。
意思是“通过受激辐射光扩大”。
激光应用很广泛,你知道有哪些应用吗?1.自然光与激光(1)光是从物质的①原子中发射出来的。
原子获得能量后处于②不稳定状态 ,它会以光的形式把能量发射出去。
普通的光源原子在什么时刻发光、在哪个方向偏振,完全是③随机(填“一定”或“随机”)的,所以两个独立的普通光源发出的光是④非相干光(填“相干光”或“非相干光”)。
(2)激光是一种通过人工方法获得的一种频率⑤相同、相位差⑥恒定、偏振方向⑦一致的光,所以激光是一种相干光。
2.激光的特点(1)相干性:激光是相干光,所以它能像无线电波那样被⑧调制,用来传递信息。
(2)平行度:激光的平行度好,能传播相当远的距离,可以用于精确的⑨测距。
(3)亮度:激光的亮度高,可以在很小的空间和很短的时间内集中⑩很大的能量,可以用于切割、焊接以及在坚硬材料上打孔等。
3.全息照相(1)普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息,而全息照相技术还可以记录光波的相位信息。
(2)拍摄全息照片时将同一束激光分为两部分,一部分直接照射到底片上(称为参考光),另一部分通过被拍摄物反射后再到底片上(称为物光),参考光和物光在底片上相遇时发生干涉,形成复杂的干涉条纹。
高中物理选修3---4第十三章第八节《激光》新课教学课件
全息照相：
参考光
照相底片
物光 物
反射光
同一激光束被分成两束，参考光直接照到底片上，物 光也到达底片。两者干涉，在底片上形成复杂的干涉 条纹，各点的明暗程度反映了叠加的加强和减弱的情 形。
照明光
全
息
照
人眼
片
全息照片的观看：
用激光照射全息照片，在照片的另一侧观看原物体 的立体的像。
• 用肉眼去看，全息照片上只有些乱七八糟 的条纹
选修3—4 第十三章 光
§13.8 激光
物体发光的微观机理
物质中的原子受到激发以后，原子能量增 加，处于不稳定状态，要向低能态跃迁。在向 低能态跃迁的过程中，会发出光。
普通光源（白炽灯、日光灯、高压水银灯） 的发光过程为自发辐射。各原子自发辐射发出 的光彼此独立，频率、振动方向、相位不一定 相同——为非相干光。
利用高功能激光摧毁敌方卫星、导弹、飞机、坦克等大型 目标的武器。（现仍在研制阶段）
历史与现状：
1973年春，美军用激光炮一举击落长4.57m 时速482.8Km的飞行靶机; 1976年以用激光炮击落两架飞行于900m 高空的高空无人架驶飞机;
1978年美国陆军用激光炮在1--2Km内击 落正在高速飞行的“结
特点 作用
应用实例
相干光 可进行调制、传递信息
光纤通信
平行度 非常好
传播很远距离能保持一定强度，激光雷达 可精确测距测速
可会聚于很小的一点，记录信 DVD、CD、VCD机，
息密度高
计算机光驱
可在很小空间短时间内集中很 激光切割、焊接、
亮度高 大能量
打孔、医疗手术
产生高压引起核聚变
人工控制聚变反应
激光的发展史
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1958年,人类在实验室里激发出了一种自然界没 有的光——激光（laser）。半个世纪以来,激光已经 深入到我们生活的各个方面,打长途电话、看DVD、 在医院里做手术、煤矿里挖掘坑道……,都用得着激 光。
激光为何如此神奇？ 它为什么有这么大的用途？
4高中物理教科版 选修3-4 第五章 光的波动性 激光
活动二 激光的特殊性质
问题3 你对激光有何认识？激光的特性有哪些？
激光的特性：
1．强度大 2．方向性好 3．单色性好 4．相干性好 5．覆盖波段宽而且可调谐
活动二 激光的应用
问题1 针对激光的以上特性,你觉得激光会有哪些 方面的典型应用?
激光的典型应用：
1．激光加工（能量大） 2．激光加工（相干性好） 3．激光检测（亮度高） 4．激光通信（平行度高、能够调制） 5．激光医学（能量大、平行度高） 6．激光照排（平行度高等）
光的什么特性？ • 问题5：激光有哪些应用前景？
板书设计
第四节 激 光
1．激光的产生：受激辐射→光放大 2．激光的特性：强度大、方向性好、单 色性好、相干性好、覆盖波段宽而且可 调谐 3．激光的应用：激光加工、激光检测、 激光通信、激光医学、激光照排、光盘、 测距、测速、国防、科技等
活动一 激光的产生
问题1 什么是激光？
* 激光是原子受激辐射产生的光。激光 是一种特殊的光,自然界中的发光体不能发 出激光。
** 激光是人工相干光,发光的方向、频率、 偏振方向均相同,两列相同激光相遇可以发 生干涉。
活活动动一一 激光的产生
问题2 激光是如何产生的？（了解）
稳态、亚稳态、粒子数反转、受激辐射
激光的典型应用：
7．光盘（平行度高、能量大） 8．测距、测速（平行度高、方向性好） 9．国防、科技（能量高、能够调制） 10．其它应用：舞台布景等 11．应用前景：激光化学、激光生物学、激 光工业、激光核聚变、激光分离同位素等
Байду номын сангаас
小结：
• 问题1：激光是怎样的一种光？ • 问题2：自然界存在激光吗？ • 问题3：激光的特性有哪些？ • 问题4：激光有哪些典型的应用？分别利用了激