高中物理-光的偏振 (2)

第5、6节光的衍射光的偏振1.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。

2．白光的单缝衍射条纹是中央为白色亮纹，两侧为彩色条纹，外侧呈红色，靠近白色亮纹的内侧为紫色。

3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。

一、光的衍射1．定义：光通过很小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了直线传播的方向，在屏上应该出现阴影的区域出现明条纹或亮斑，应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或暗斑的现象。

2．衍射图像：衍射时产生的明暗条纹或光环。

3．单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹，中央条纹最宽最亮，其余条纹变窄变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白条纹。

4．圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现明暗相间的圆环。

5．泊松亮斑：障碍物的衍射现象。

在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑。

二、衍射光栅1．衍射光栅的结构由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学仪器。

2．衍射图样的特点与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加。

3．衍射光栅的种类反射光栅、透射光栅。

三、光的偏振1．横波与纵波的特点横波中各点的振动方向总与波的传播方向垂直。

纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上。

横波有偏振现象。

2．自然光和偏振光(1)自然光：太阳、电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，沿着各个方向振动的光波的强度都相同。

(2)偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。

3．光的偏振1．自主思考——判一判(1)白光通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光，是光的衍射现象。

(×)(2)菜汤上的油花呈现彩色，是光的折射现象。

(×)(3)用两支圆柱形铅笔并在一起，形成一个狭缝，使狭缝平行于日光灯，会看到彩色的衍射条纹。

光的偏振现象原理
光的偏振现象是指光在传播过程中，电矢量的振动方向只在一个特定平面内进行的现象。

这个平面称为光的振动方向或偏振方向。

光的偏振现象可以通过介质对光波进行滤波或反射来实现。

光波的振动方向与电场矢量方向之间有着固定的关系，这种关系可以用偏振方程来描述。

光的偏振状态可以分为线偏振、圆偏振和椭圆偏振三种。

线偏振是指光波振动方向沿着特定的直线进行。

线偏振可以通过通过透明介质上的透明膜或光栅来实现，这样只有特定方向的电场分量才能透过，并达到偏振的效果。

圆偏振是指光波振动方向沿着特定的圆弧进行。

圆偏振可以通过将线偏振光经过适当的光学元件（如1/4波片或1/2波片）进行转换而实现。

椭圆偏振是指光波振动方向在一个特定的平面内进行，且振动方向沿着椭圆轨迹变化。

椭圆偏振可以通过将圆偏振光或线偏振光经过适当的光学元件进行转换而实现。

光的偏振现象具有重要的应用价值。

例如，在光学显微镜中，通过选择特定偏振方向的光来观察样品，可以获得更清晰的图像。

在液晶显示器中，利用液晶分子的偏振特性，可以控制光的透射和反射，实现图像的显示。

总之，光的偏振现象是光在传播过程中，电场矢量振动方向只在一个特定平面内进行的现象。

通过透明介质的滤波或光学元件的转换，可以实现光的偏振效果。

第十四章光学第2讲光的干涉、衍射和偏振课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.观察光的干涉、衍射和偏振现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用.知道光是横波，会用双缝干涉实验测量光的波长.2.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.光的干涉现象2023：山东T5，北京T2，上海T15，浙江6月T15，浙江1月T15，辽宁T8；2022：山东T10，浙江6月T4；2021：山东T7，湖北T5，江苏T6，浙江6月T16；2020：北京T1 1.物理观念：理解光的干涉、衍射和偏振现象；进一步增强物质观念，认识光的物质性和波动性.2.科学思维：通过光的干涉、衍射等论证光具有波动性，增强证据意识及科学论证能力.3.科学探究：通过实验，观察光的干涉、衍射和偏振等现象，了解激光的性质，认识波动性.4.科学态度与责任：光的干涉、衍射、偏振和激光在生产生活中的应用.光的衍射和偏振现象2023：天津T4；2020：上海T9；2019：北京T14，江苏T13B （2），上海T4命题分析预测高考主要考查光的干涉、衍射与偏振现象的理解和应用.题型多为选择题，难度较小.预计2025年高考可能会联系生产生活实际，考查光的干涉、衍射和偏振等现象的理解与结论的应用.考点1光的干涉现象1.光的干涉（1）定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现[1]亮条纹，某些区域相互减弱，出现[2]暗条纹，且加强区域和减弱区域相互[3]间隔的现象.（2）条件：两束光的频率[4]相同、相位差[5]恒定.2.双缝干涉（1）双缝干涉图样的特点：单色光照射时，形成明暗相间的[6]等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为[7]白色亮条纹，其余为[8]彩色条纹.（2）条纹间距：Δx＝λ，其中l是双缝到[9]屏的距离，d是[10]双缝间的距离，λ是入射光的[11]波长.3.薄膜干涉（1）利用薄膜（如肥皂液薄膜）[12]前后表面反射的光叠加而形成的.图样中同一条亮（或暗）条纹上所对应薄膜厚度[13]相同.（2）形成原因：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形.光照射到薄膜上时，从膜的前表面AA'和后表面BB'分别反射回来，形成两列频率[14]相同的光波，并且叠加.（3）明暗条纹的判断方法：两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的[15]2倍，光在薄膜中的波长为λ.在P1、P2处，Δr＝nλ（n＝1，2，3，…），薄膜上出现[16]明条纹.在Q处，Δr＝（2n＋1）2（n＝0，1，2，3，…），薄膜上出现[17]暗条纹.（4）应用：增透膜、检查平面的平整度.判断下列说法的正误.（1）光的颜色由光的频率决定.（√）（2）频率不同的两列光波不能发生干涉.（√）（3）在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是使白光变成单色光.（✕）（4）在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是用“分光”的方法使两列光的频率相同.（√）（5）薄膜干涉中，观察干涉条纹时，眼睛与光源在膜的同一侧.（√）命题点1光的干涉的理解和明暗条纹的判断1.[2024安徽芜湖模拟]如图，利用平面镜也可以实现杨氏双缝干涉实验的结果，下列说法正确的是（C）A.光屏上的条纹关于平面镜M上下对称B.相邻亮条纹的间距为Δx＝＋λC.若将平面镜向右移动一些，相邻亮条纹间距不变D.若将平面镜向右移动一些，亮条纹数量保持不变解析根据双缝干涉原理，单色光源和单色光源在平面镜中的像相当于双缝，在光屏上的条纹与平面镜平行，由于明暗条纹是由光源的光和平面镜的反射光叠加而成，在平面镜所在平面的上方，并非关于平面镜M上下对称，故A错误；根据双缝干涉的相邻亮条纹之间的距离公式Δx＝L/dλ，类比双缝干涉实验，其中d＝2a，L＝b＋c，所以相邻两条亮条纹之间的距离为Δx＝b＋c/2aλ，故B错误；若将平面镜向右移动一些，不影响光源的像的位置和L的大小，相邻亮条纹间距不变，故C正确；若将平面镜向右移动一些，射到平面镜边缘的两条光线射到屏上的位置向下移动，宽度减小，而条纹间距不变，亮条纹数量减少，故D 错误.易错提醒研究干涉现象时的三点注意1.只有相干光才能形成稳定的干涉图样，光的干涉是有条件的.2.单色光形成明暗相间的干涉条纹，白光形成彩色条纹.3.双缝干涉条纹间距：Δx＝λ，其中l是双缝到光屏的距离，d是双缝间的距离，λ是入射光波的波长.命题点2薄膜干涉2.[2023山东]如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图.G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层.用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹.已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是（A）A.劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动B.劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动C.劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动D.劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动解析由于C的膨胀系数小于G的膨胀系数，所以当温度升高时，G增长的高度大于C增长的高度，则劈形空气层的厚度变大，且同一厚度的空气膜向劈尖移动，则条纹向左移动，A正确，BCD错误.考点2光的衍射和偏振现象1.光的衍射（1）定义：光绕过障碍物偏离直线传播的现象称为光的衍射.（2）产生明显衍射的条件：只有当障碍物或孔的尺寸[18]接近光的波长或比光的波长还要小时能产生明显的衍射.对同样的障碍物，波长越[19]长的光，衍射现象越明显；相对某种波长的光，障碍物越[20]小，衍射现象越明显.任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的区别.2.光的偏振（1）自然光：包含着在垂直于传播方向上沿[21]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[22]相同.（2）偏振光：在[23]垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个[24]特定的方向振动的光.（3）偏振光的形成：①让自然光通过[25]偏振片形成偏振光.②让自然光在两种介质的界面发生反射和[26]折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光.（4）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.（5）光的偏振现象说明光是一种[27]横波.我们经常看到交通信号灯、安全指示灯、雾灯、施工警示灯等都是红色的信号灯，这除了红色光容易引起人们的视觉反应外，还有一个重要原因，这个原因是红光波长较长，比其他可见光更容易发生衍射现象.当阳光照射较厚的云层时，日光射透云层后，会受到云层深处水滴或冰晶的反射，这种反射在穿过云雾表面时，在微小的水滴边缘产生衍射现象.试判断下列现象的成因与上面描述是（√）否（×）相同.（1）雨后的彩虹.（✕）（2）孔雀羽毛在阳光下色彩斑斓.（√）（3）路面上的油膜阳光下呈现彩色.（✕）（4）阳光照射下，树影中呈现一个个小圆形光斑.（✕）命题点1干涉、衍射图样的比较3.[2023天津南开中学校考]关于甲、乙、丙、丁四个实验，以下说法正确的是（D）A.四个实验产生的条纹均为干涉条纹B.甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹C.丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的频率越大D.丁实验中，适当减小单缝的宽度，中央条纹会变宽解析甲、乙、丙实验产生的条纹均为干涉条纹，而丁实验是光的衍射条纹，故A错误；甲实验产生的条纹为等距条纹，而乙是牛顿环，空气薄层不均匀变化，则干涉条纹间距不相等，故B错误；根据干涉条纹间距公式Δx＝λ，丙实验中，产生的条纹间距越大，则波长越长，频率越小，故C错误；丁实验中，产生的明暗条纹间距不相等，若减小单缝的宽度，中央条纹会变宽，故D正确.易错提醒1.光的干涉与衍射的比较2.图样不同点3.图样相同点干涉、衍射都属于光的叠加，都是波特有的现象，都有明暗相间的条纹。

第2节光的衍射1．光通过很窄的障碍物、缝或很小的孔时，不再沿直线传播，即发生了衍射现象。

2．当小孔或障碍物的尺寸比光的波长小或跟波长差不多时，会产生明显的衍射现象。

3．光学仪器上用的透镜相当于一个圆孔，透镜直径越小，产生的衍射现象越明显，分辨本领越低。

对应学生用书P52衍射现象[自读教材·抓基础]1．衍射现象光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光不再沿直线传播，而是绕到原来应该是阴影的范围之内；当小孔的直径取某些特定值时，在圆形亮斑的中心还会出现一个黑斑。

这种现象称为光的衍射。

2．明显衍射条件在障碍物或小孔的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小的时候，衍射现象十分明显。

[跟随名师·解疑难]1.单缝衍射的图样有哪些特点？(1)中央条纹亮而宽。

如图5-2-1所示。

(2)两侧亮纹具有对称性，亮纹宽度逐渐变窄，亮度逐渐减弱。

(3)波长一定时，单缝较窄的中央条纹较宽，各条纹间距较宽；单缝宽度不变时，光波波长较长的中央条纹较宽，各条纹间距较宽。

(4)白光的单缝衍射条纹是中央为白色亮纹，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近白色亮纹的条纹内侧为紫色。

图5-2-12．圆孔衍射的图样有哪些特点？(1)中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小。

如图5-2-2所示。

图5-2-2(2)用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越长，中央圆形亮斑的直径越大。

(3)同一种单色光，圆孔越小，中央亮斑半径越大，同时亮度越弱。

(4)白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色同心圆环。

(5)只有当圆孔足够小时，才能得到明显的衍射图样，在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏依次得到几种不同现象——圆形亮斑(光的直线传播)、光源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍射图样)、完全黑暗。

3．圆盘衍射的图样又有哪些特点？(1)圆盘衍射图样的中央有个亮斑——泊松亮斑，外侧为明、暗相间的同心圆，且亮度越来越暗，亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小，如图5-2-3所示。

光的偏振实验了解光的偏振现象光的偏振现象是光波在传播过程中振动方向的定义。

通常，光的波动是沿着垂直于传播方向的所有方向均匀地振动。

然而，在某些情况下，光的振动方向可以被约束在一个特定的方向上，这就是光的偏振现象。

为了进一步了解光的偏振现象，我们可以进行实验来观察和研究光的偏振行为。

以下将介绍几种常见的光的偏振实验方法。

一、马吕斯法马吕斯法是最早用来研究光的偏振的实验方法之一。

该方法利用偏光镜和分析片的组合，可以将线偏振光转换成圆偏振光或者反之。

通过调节偏光镜和分析片的相对角度，我们可以观察到转换前后光的强度的变化，从而研究光的偏振现象。

二、振动起偏器法振动起偏器法是通过使用起偏器和分析器来观察光的偏振现象。

起偏器是一个偏振镜，可以限制光只能在一个特定方向上振动。

当通过起偏器的偏振光再经过分析器时，根据分析器的角度调节，我们可以观察到光的强度的变化，从而探究光的偏振特性。

三、双折射现象双折射是光线通过一些特殊的材料时产生的光的偏振现象。

常见的双折射材料包括石英晶体和冰晶石等。

通过将光线通过这些材料，我们可以观察到光线被分成两束具有不同振动方向的光线，这种现象被称为光的双折射。

通过测量这两束光线的振动方向,可以研究光的偏振现象。

四、干涉法干涉法是一种通过干涉现象来研究光的偏振特性的方法。

通过使用光路调节器和干涉仪，我们可以观察到在特定条件下，不同偏振方向的光线在干涉仪中产生干涉条纹。

通过分析和测量这些干涉条纹，可以获得有关光的偏振性质的有用信息。

通过以上的实验方法，我们可以更加深入地了解光的偏振现象。

这些实验方法不仅帮助我们理解光的振动方式，还在许多领域中有着重要的应用，如光学通信、显微镜下的观察等。

总结光的偏振现象是光学中非常重要的一个概念。

通过实验方法，我们可以对光的偏振行为有更深入的认识。

马吕斯法、振动起偏器法、双折射现象和干涉法是常用的实验方法，它们各自从不同的角度帮助我们理解光的偏振现象。

高中物理光的偏振问题解析光的偏振是光波的一个重要性质，对于理解光的传播和应用具有重要意义。

在高中物理中，光的偏振问题常常出现在光学的学习中，需要我们掌握相关的概念和解题技巧。

一、光的偏振概念光的偏振是指光波的振动方向在空间中只沿着一个特定方向传播的现象。

光波的振动方向可以是任意方向，但在偏振光中，光波的振动方向只限于某个特定的方向。

二、偏振光的产生偏振光的产生可以通过偏振片来实现。

偏振片是一种具有特殊结构的光学器件，它可以选择性地通过某个特定方向的光波，而将其他方向的光波吸收或反射掉。

常见的偏振片有线偏振片和偏振板。

三、偏振光的传播偏振光在传播过程中，会受到物体的影响而改变其偏振状态。

例如，当偏振光通过一个偏振片时，只有与偏振片的偏振方向一致的光波才能通过，其他方向的光波则被吸收或反射掉。

这就是偏振片的工作原理。

四、偏振光的应用偏振光在生活和科技中有着广泛的应用。

例如，在太阳镜中使用的偏振片可以有效地减少阳光的强光和反射光，保护我们的眼睛。

在液晶显示器中，偏振片则起到调节光的传播方向和强度的作用。

五、偏振光的解题技巧在解题过程中，我们常常会遇到光的偏振问题。

以下是一些解题技巧供大家参考：1. 理解光的偏振概念：首先要明确光的偏振是指光波的振动方向只沿着一个特定方向传播。

2. 判断偏振光的产生：当题目中提到使用了偏振片或偏振器时，可以判断出产生了偏振光。

3. 确定偏振方向：通过题目中给出的光的振动方向或偏振片的方向，可以确定偏振光的偏振方向。

4. 判断光的通过情况：根据偏振片的工作原理，判断光是否能够通过偏振片，或者通过偏振片后光的偏振状态如何改变。

5. 应用偏振光的知识：根据题目中的实际情况，运用偏振光的应用知识进行解题。

六、举一反三通过以上的解题技巧，我们可以将其应用到更多的偏振光问题中。

例如，当我们遇到关于光的偏振状态变化的问题时，可以运用偏振片的工作原理，判断光的偏振状态是否发生了改变。

又如，当我们遇到液晶显示器的工作原理的问题时，可以运用偏振光的知识，解释液晶显示器是如何调节光的传播方向和强度的。

4.6光的偏振激光〖教材分析〗本节完整的解释了光是横波，阐述了光的偏振现象，以及光的偏振在生产、生活、科技等方面的应用。

偏振现象对于学生来说不好理解，所以教材先从绳波会发生偏振入手，再通过类比去介绍光的偏振。

在教学中，重点介绍我国在激光领域的成果。

〖教学目标与核心素养〗物理观念∶知道光的偏振现象和光是一种横波。

科学思维∶通过比较偏振光和自然光的区别，能运用偏振光的知识看待生活中的光学现象。

科学探究：通过观察光的偏振现象，理解光波的是不一样的横波，有着不同的偏振方向，这一特性。

科学态度与责任∶知道我国在激光领域的先进成果，培养民族自豪感。

〖教学重难点〗教学重点：光的偏振现象及其应用。

教学难点：偏振光的理解。

〖教学准备〗弹簧、激光笔等。

〖教学过程〗一、新课引入在观看立体电影时，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、新课教学（一）偏振我们已经知道质点的振动方向和波的传播方向垂直的波是横波。

质点的振动方向和波的传播方向平行的是纵波。

光波的振动情况是不可见的，那么光的波动情况，只能通过其他方式来证明。

窄缝原理：以绳波为例，让绳子穿过一个窄缝，如果绳波的方向与窄缝相同，绳波就可以穿过窄缝继续传播。

如果绳波的方向与窄缝垂直，绳波的振动就会带窄缝阻挡，无法穿过窄缝。

明确两个概念：偏振现象：传播方向相同，振动方向也可能不同。

偏振方向：横波的振动方向。

例如，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。

而纵波则不同，以声波为例，在声源后放置两条窄缝，无论怎样调节窄缝的方向，剩余的强度都没有变化。

再比如弹簧形成的纵波，它也可以穿过相互垂直的两窄缝。

以上例子说明，纵波一定能够通过窄缝，横波不一定。

那就可以用窄缝原理来检测光波是横波还是纵波。

（二）光的偏振思考：光的干涉和衍射现象都说明光是一种波。

波又分为横波和纵波，光究竟是横波还是纵波呢？可以用窄缝原理来检测光波是横波还是纵波。

高中物理光的偏振知识点归纳光波是横波,具有偏振性。

我们对对偏振光与消除偏振光进行了分析,综述了光偏振在现实生活中的应用以及它的潜在应用。

下面是店铺给大家带来的高中物理光的偏振知识点归纳，希望对你有帮助。

1、高中物理光的偏振发现说明1808年，马吕斯在试验中发现了光的偏振现象。

在进一步研究光的简单折射中的偏振时，他发现光在折射时是部分偏振的。

因为惠更斯曾提出过光是一种纵波，而纵波不可能发生这样的偏振，这一发现成为了反对波动说的有利证据。

1811年，布吕斯特在研究光的偏振现象时发现了光的偏振现象的经验定律。

2、高中物理光的偏振产生方法从自然光获得线偏振光的方法有以下四种：1、利用反射和折射。

2、利用二向色性。

3、利用晶体的双折射。

4、利用散射。

另外，线偏振光可以经过波晶片产生圆偏振光和椭圆偏振光。

3、高中物理光的偏振度在部分偏振光的总强度中，完全偏振光所占的成分叫做偏振度。

特征：偏振度的数值愈接近1，光线的偏振化程度就愈纯粹，一般偏振度都小于1。

4、高中物理光的偏振应用电子表的液晶显示用到了偏振光两块透振方向相互垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，盒内液晶层的上下是透明的电极板，它们刻成了数字笔画的形状。

外界的自然光通过第一块偏振片后，成了偏振光。

这束光在通过液晶时，如果上下两极板间没有电压，光的偏振方向会被液晶旋转90度(这种性质叫做液晶的旋光性)，于是它能通过第二块偏振片。

第二块偏振片的下面是反射镜，光线被反射回来，这时液晶盒看起来是透明的。

但在上下两个电极间有一定大小的电压时，液晶的性质改变了，旋光性消失，于是光线通不过第二块偏振片，这个电极下的区域变暗，如果电极刻成了数字的笔画的形状，用这种方法就可以显示数字。

在摄影镜头前加上偏振镜消除反光在拍摄表面光滑的物体，如玻璃器皿、水面、陈列橱柜、油漆表面、塑料表面等，常常会出现耀斑或反光，这是由于光线的偏振而引起的。

在拍摄时加用偏振镜，并适当地旋转偏振镜面，能够阻挡这些偏振光，借以消除或减弱这些光滑物体表面的反光或亮斑。

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《光的偏振实验与应用》教案高中物理《光的偏振实验与应用》教案
一、教学目标
通过本节课的学习，学生应该能够：
1.了解什么是光的偏振及其实验方法；
2.掌握偏振器的使用和调节方法；
3.了解光的偏振在生活中的应用。

二、教学重点
1.偏振器的使用和调节方法；
2.光的偏振在生活中的应用。

三、教学难点
1.如何进行光的偏振实验；
2.如何应用光的偏振。

四、教学内容及步骤
1.导入
通过图片或实物向学生展示光的偏振现象，引导学生思考这一现象的产生原因和应用场景。

2.知识讲解
（1）什么是光的偏振？
光的偏振是指在特定方向上振动的光线，这种光线的电场矢量只在一个平面上振动。

与之相对应的是自然光，自然光中电场矢量在所有方向上都有振动。

（2）光的偏振实验方法
将自然光通过偏振器，使得只有特定方向上的光线通过。

常见的偏振器有偏光镜和偏振片两种。

在实验中需要掌握偏振器的使用和调节方法，以保证实验结果准确。

（3）光的偏振在生活中的应用
光的偏振在日常生活中有广泛应用，如偏振太阳镜、液晶显示器等。

3.实验演示
通过实验演示，让学生亲身体验光的偏振现象，加深对知识点的理解。

4.小结
回顾本节课所学内容，强化知识点，梳理思路。

五、作业布置
布置相关练习题，巩固所学知识。

六、教学反思
教师应该在教学过程中注重培养学生的实验能力和创新精神，引导学生深入思考光的偏振现象背后的科学原理和应用价值。

光的偏振激光【教学目标】1．通过实验，认识振动中的偏振现象，知道只有横波有偏振现象。

2．了解偏振光和自然光的区别，从光的偏振现象知道光是横波。

3．了解日常见到的光多数是偏振光，了解偏振光在生产生活中的一些应用。

4．了解激光的特点及激光的应用。

【教学重难点】1．通过实验，认识振动中的偏振现象，知道只有横波有偏振现象。

2．知道光是横波及偏振在生产生活中的一些应用。

3．了解激光的特点及激光的应用。

【教学过程】一、复习提问、新课导入（复习横波和纵波的概念）师：请同学们回忆一下机械波一节内容，举例说说什么是横波？什么是纵波？生：振动方向和传播方向垂直的波叫横波，抖动水平软绳时产生的波就是横波，振动方向和传播方向一致的波叫纵波，像水平悬挂的弹簧一端振动时形成的沿弹簧传播的波。

师：通过前几节课的学习，我们知道光具有波动性，那么光波究竟是横波还是纵波呢？这节课我们要学习的偏振现象，可以说明光是横波。

二、新课教学（一）偏振师：我们先通过一个实验来看看怎么判断一种波是横波还是纵波。

【演示一】介绍课本上装置，教师演示，引导学生仔细观察波传到狭缝时的情况，看波能否通过狭缝传到木板的另一侧。

师：请一位同学来表述一下看到的现象。

生：对绳上形成的横波，当狭缝与振动方向一致时，波不受阻碍，能通过狭缝，而当狭缝与振动方向垂直时，波被狭缝挡住，不能通过狭缝传到木板另一端，对弹簧上形成的纵波，无论狭缝怎样放置，弹簧上疏密相间的波均能顺利通过狭缝传播到木板另一侧。

师：表达得不错，还有同学要补充吗？生：在绳上横波传播过程中，当狭缝既不与振动方向平行也不与振动方向垂直时，有部分振动能通过狭缝。

师：很好。

横波的这种现象称为偏振现象，大家看到，纵波不会发生偏振现象，根据是否能发生偏振，我们可以判断一个机械波是横波还是纵波。

虽然这种方法对判断机械波并非必要，但我们可以借助这种方法来判断光波是横波还是纵波。

（二）光的偏振【演示二】（教师介绍装置，强调起偏器P和检偏器Q的作用，演示同时引导学生认真观察随着检偏器Q的转动屏上光照强度的变化）师：请大家看这个薄片，它在我们这个演示实验中的作用与前面的带有狭缝的木板类似，它上面有一个特殊的方向称透振方向，只有振动方向与透振方向平行的光波才能透过偏振片，下面请大家认真观察。

第2讲光的干涉、衍射和偏振目标要求 1.知道什么是光的干涉、衍射和偏振.2.掌握双缝干涉中出现亮、暗条纹的条件.3.知道发生明显衍射的条件．考点一光的干涉现象光的干涉(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹，某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象．(2)条件：两束光的频率相同、相位差恒定．(3)双缝干涉图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹．1．光的颜色由光的频率决定．(√)2．频率不同的两列光波不能发生干涉．(√)3．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是使白光变成单色光．(×)4．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是用“分光”的方法使两列光的频率相同．(√) 1．双缝干涉(1)条纹间距：Δy＝ldλ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大．(2)明暗条纹的判断方法：如图所示，相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr＝r2－r1.当Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)时，光屏上P′处出现明条纹．当Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0,1,2，…)时，光屏上P′处出现暗条纹．2．薄膜干涉(1)形成原因：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．光照射到薄膜上时，从膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加．(2)明暗条纹的判断方法：两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的2倍，光在薄膜中的波长为λ.在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1,2,3，…)，薄膜上出现明条纹．在Q处，Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出现暗条纹．(3)应用：增透膜、检查平面的平整度．考向1双缝干涉例1在图示的双缝干涉实验中，光源S到缝S1、S2距离相等，P0为S1、S2连线的中垂线与光屏的交点．用波长为400 nm的光实验时，光屏中央P0处呈现中央亮条纹(记为第0条亮条纹)，P处呈现第3条亮条纹．当改用波长为600 nm的光实验时，P处将呈现()A．第2条亮条纹B．第3条亮条纹C．第2条暗条纹D．第3条暗条纹答案 A解析由公式Δy＝ld λ可知PP03＝ldλ1，当改用波长为600 nm 的光实验时，则有PP0n＝ldλ2，即n3＝λ1λ2＝400600，解得n＝2，即P处将呈现第2条亮条纹，A正确．考向2薄膜干涉例2(多选)图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B 为待检查的物体，C为入射光，图乙为观察到的干涉条纹，下列说法正确的是()A．入射光C应采用单色光B．图乙条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的C．当A、B之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹D．由图乙条纹可知，被检查表面上有洞状凹陷答案AB例3(2021·江苏卷·6)铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是()答案 C解析薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，当入射光为复色光时，出现彩色条纹．由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹上疏下密，由于表面张力的作用，使得肥皂膜向内凹陷，故C正确，A、B、D错误．考点二光的衍射和偏振现象1．光的衍射发生明显衍射现象的条件：只有当障碍物或狭缝的尺寸足够小的时候，衍射现象才会明显．2．光的偏振(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同．(2)偏振光：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．(3)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的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．(4)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．(5)光的偏振现象说明光是一种横波．1．阳光下茂密的树林中，地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的．(×)2．泊松亮斑是光的衍射形成的．(√)3．光遇到障碍物时都能产生衍射现象．(√)4．自然光是偏振光．(×)1．单缝衍射与双缝干涉的比较单缝衍射双缝干涉不同点条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻亮条纹间距不等各相邻亮(暗) 条纹等间距亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相同相同点干涉、衍射都是波特有的现象，都属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹2.光的干涉和衍射的本质从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，光的干涉和衍射都属于光波的叠加，干涉是从单缝通过两列频率相同的光在屏上叠加形成的，衍射是由来自单缝上不同位置的光在屏上叠加形成的．考向1单缝衍射与双缝干涉的比较例4如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是()A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫答案 B解析双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹．相邻亮条纹间距Δy＝lλ，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3d分别对应红光和蓝光．而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，黄光波长比紫光波长长，即2、4分别对应紫光和黄光．综上所述，1、2、3、4四幅图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确．考向2光的偏振例5奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间．(1)偏振片A的作用是_____________________________________________________．(2)偏振现象证明了光是一种________．(3)以下说法中正确的是________．A．到达O处光的强度会减弱B．到达O处光的强度不会减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α答案(1)把自然光变成偏振光(2)横波(3)ACD解析(1)自然光通过偏振片后变为偏振光，故A的作用是把自然光变成偏振光．(2)偏振现象证明光是一种横波．(3)偏振片只能让一定偏振方向的光通过，没有样品时，要使到达O处的光最强，偏振片A、B的透光方向应相同；当放入样品时，由于样品的“旋光度”是α，即偏振方向不再与B的透光方向平行，到达O处光的强度会减弱，A正确，B错误；偏振片B转过的角度等于α，并使偏振片B的透振方向与偏振光的偏振方向平行时，光到达O处的强度将再次最大，C正确；同理，D正确．考点三几何光学与物理光学的综合应用例6如图所示，不同波长的两单色光a、b沿同一方向从空气射向半圆形玻璃砖，入射点O在直径的边缘，折射光线分别为OA、OB，则()A．a单色光的频率比b单色光的频率小B．当a、b两束光由玻璃射向空气中，a光临界角比b光临界角大C．在玻璃砖中a单色光从O到A的传播时间不等于b单色光从O到B的传播时间D．用a、b两束光在相同条件下做双缝干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光小答案 D解析因为a光的偏折程度大于b光，所以根据折射定律得知：玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，所以a单色光的频率比b单色光的频率大，故A错误；根据全反射临界角公，可知，a光的折射率大，则a光的临界角小于b光的临界角，故B错误；对于式sin C＝1n任一光束研究：设入射角为i，折射角为r，玻璃砖的半径为R，则折射率为n＝sin i，光在sin r，光在玻璃中传播距离为s＝2R sin r，光在玻璃中传播时间为t＝s v，玻璃中传播速度为v＝cn，i、R、c均相等，所以在玻璃砖中a单色光从O到A的传播时间等联立以上可得t＝2R sin ic于b单色光从O到B的传播时间，故C错误；根据折射率大，频率高，波长短，可知a光的折射率大于b光的折射率，则a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，根据双缝干涉条纹间距公式，可知a光产生的干涉条纹间距比b光小，故D正确．例7如图所示，截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖，∠B＝90°，一束频率为f＝6×1014 Hz的光线从AB面中点处垂直射入棱镜，在AC面发生全反射，从BC面射出后，进入双缝干涉装置．已知AC 长度L ＝0.3 m ，双缝间距d ＝0.2 mm ，光屏与双缝间距离l ＝1.0 m ，光在真空中的传播速度为c ＝3.0×108 m/s.求：(1)玻璃砖对该光线的折射率的最小值n ； (2)光线在玻璃砖中传播的最短时间t ； (3)光屏上相邻亮条纹的间距Δy . 答案 (1)2 (2)1×10－9 s (3)2.5 mm解析 (1) 由几何关系知，光线在AC 面发生全反射的入射角为45°，可知临界角C ≤45°时，折射率有最小值，由sin C ＝1n 得n ≥2，即最小折射率为 2.(2) 由几何关系可知，光线在玻璃砖中传播距离 s ＝22L ，光线在玻璃砖中的传播速度v ＝c n传播时间t ＝s v代入数据解得最短时间t ＝1×10－9 s (3) 由λ＝c f ，Δy ＝ldλ联立代入数据解得Δy ＝2.5 mm.课时精练1．(多选)(2023·福建莆田市模拟)对如图所示的图片，下列说法正确的是( )A．图甲被称为“泊松亮斑”，它的原理是光的衍射B．图乙是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮条纹C．图丙中肥皂膜上出现彩色条纹是光的薄膜干涉现象D．图丁中，用自然光照射透振方向(箭头所示)互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮答案AC解析题图甲被称为“泊松亮斑”，它的原理是光的衍射，A正确；题图乙是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍，则P处是暗条纹，B错误；题图丙中肥皂膜上出现彩色条纹是光的薄膜干涉现象，C正确；题图丁中，用自然光照射透振方向(箭头所示)互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏不能发亮，D错误．2．(2019·北京卷·14)利用图示的装置(示意图)，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图中甲和乙两种图样．下列关于P处放置的光学元件说法正确的是()A．甲对应单缝，乙对应双缝B．甲对应双缝，乙对应单缝C．都是单缝，甲对应的缝宽较大D．都是双缝，甲对应的双缝间距较大答案 A解析由题图中给出的甲、乙两种图样可知，甲是单缝衍射的图样，乙是双缝干涉的图样，A项正确，B、C、D项错误．3．(多选)(2023·河北张家口市模拟)通过如图甲所示的装置可研究光的干涉和衍射现象．从光源发出的光经过一缝板，在缝板后有一装有感光元件的光屏，通过信号转换，可在电脑上看到屏上的光强分布情况．图乙分别显示出A光和B光通过同一缝板得到的光强分布情况．下列有关A、B两种色光的说法正确的有()A．光通过的可能是缝板上的单缝B．A光的波长比B光的波长长C．A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度D．A光比B光更容易发生明显的衍射现象答案BCD解析从光的强度分布可以看出，光屏上的光是等间距、等亮度的，所以是光通过双缝产生的干涉现象，A错误；由题图乙可看出，A光的条纹间距大于B光的，由Δy＝lλ可知，A光d的波长大于B光的波长，B正确；A光的频率小于B光的频率，则玻璃对A光的折射率小于对B光的折射率，所以A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度，C正确；由于A光的波长较长，所以更容易发生明显的衍射现象，D正确．4.(2023·江苏海安市检测)如图所示，a、b两束不同单色光相互平行，从平行玻璃砖PQ表面入射，从MN面出射时变为一束光c，则下列说法正确的是()A．a、b中有一束光在MN面发生了全发射B．在玻璃中a光传播速度大于b光的传播速度C．在同一个双缝干涉装置中，a光干涉条纹间距较大D．减小玻璃砖的厚度，光从MN面出射时变为两束平行光答案 D解析根据光路的可逆性原理可知，对于平行玻璃砖界面来说，能够射进玻璃砖的光线，在另一个界面绝对不会发生全反射，因此无论是a光线还是b光线，都不可能在MN面发生全反射现象，A错误；画出光路图如图甲所示，根据折射定律有sin i＝n a sin i a，sin i＝n b sin i b，由图可知i b > i a，则n b<n a，根据波速与折射率的关系有n＝c v，则v b > v a，B错误；由波长与折射率的关系可知λb > λa，根据干涉条纹间距公式Δy＝ldλ，则Δy b>Δy a，C错误；如图乙所示减小玻璃砖的厚度，下边界变为M′N′，则出射时变为两束平行光，D正确．5.(多选)(2023·福建永安市模拟)在薄膜干涉实验中，铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置，形成如图所示的肥皂膜侧视图，用黄色光从左侧照射薄膜，会观察到明暗相间的干涉条纹，则下列说法正确的是()A．实验者应该从薄膜右侧观察干涉图样B．干涉条纹的分布上疏下密C．任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差不变D．若换用红光照射，则相邻亮条纹间距将变大答案BCD解析薄膜干涉是前后两个面的反射光叠加产生的，应该从入射光的同侧观察，故A错误；由于薄膜不是均匀增厚的，从上到下薄膜增厚得越来越快，所以明暗相间的条纹是不等间距的，且上疏下密，故B正确；任意相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差是波长一半且不变，故C正确；光波的干涉条纹间距公式为Δy＝ldλ，如果换成红光照射，则波长变长，相邻亮条纹间距变大，故D正确．6．(2021·湖北卷·5)如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光．透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹．O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置．反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则()A ．λ1<λ2，M 是波长为λ1的光出射位置B ．λ1<λ2，N 是波长为λ1的光出射位置C ．λ1>λ2，M 是波长为λ1的光出射位置D ．λ1>λ2，N 是波长为λ1的光出射位置答案 D解析 由双缝干涉条纹间距公式Δy ＝λl d可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长相邻两亮条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知λ1>λ2，反射光经过三棱镜后分成两束色光，由题图可知从N 位置出射的光的折射角大，又由折射定律可知，入射角相同时，折射率越小的色光折射角越大，由于λ1>λ2，则n 1<n 2，所以N 是波长为λ1的光出射位置，故D 正确，A 、B 、C 错误．7．(多选)(2022·山东卷·10)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S 1、S 2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L .同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样．下列描述正确的是( )A ．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射B ．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大C ．照射两条狭缝时，增加L ，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大D ．照射两条狭缝时，若光从狭缝S 1、S 2到屏上P 点的路程差为半波长的奇数倍，P 点处一定是暗条纹答案 ACD解析题图乙中间部分为等间距条纹，所以题图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同时也发生衍射，故A正确；狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，则衍射现象减弱，题图丙中亮条纹宽度减小，故B错误；根据条纹间距公式有Δx＝Lλ，则照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，题图乙中相邻暗条纹的中心间距d增大，故C正确；照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，故D正确．8．(2023·辽宁省模拟)随着科技的发展，夜视技术越来越成熟．一切物体都可以产生红外线，即使在漆黑的夜里“红外监控”“红外摄影”也能将目标观察得清清楚楚．为了使图像清晰，通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法正确的是()A．镀膜的目的是尽可能让入射的红外线反射B．镀膜的目的是尽可能让入射的所有光均能透射C．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的四分之一D．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的二分之一答案 C解析镀膜的目的是尽可能让红外线能够透射，而让红外线之外的光反射，从而使红外线图像更加清晰，故A、B错误；当红外线在薄膜前、后表面的反射光恰好干涉减弱时，反射光最弱，透射光最强，根据干涉相消的规律可知，此时红外线在薄膜前、后表面反射光的光程差应为半波长的奇数倍，而为了尽可能增加光的透射程度，镀膜的厚度应该取最薄的值，即红外线在薄膜中波长的四分之一，故C正确，D错误．9.(2023·福建龙岩市质检)如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上，一端用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是()A．条纹方向与AB边平行B．条纹间距不是均匀的，越靠近BC边条纹间距越大C．减小薄片的厚度，条纹间距变小D．将红单色光换为蓝单色光照射，则条纹间距变小答案 D解析薄膜干涉的光程差Δs＝2d(d为薄膜厚度)，厚度相同处产生的条纹明暗情况相同，因此条纹应与BC边平行，故A错误；因为两玻璃间形成的空气膜厚度均匀变化，因此条纹是等间距的，故B错误；减小薄片厚度，条纹间距将增大，故C错误；将红光换成蓝光照射，入射光波长减小，条纹间距将减小，故D正确．10．(2021·山东卷·7)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹．下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是()答案 D11.单缝衍射实验中所产生图样的中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝屏距离的关系，和双缝干涉实验中所产生图样的相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、缝屏距离的关系相同．利用单缝衍射实验可以测量金属的线膨胀系数，线膨胀系数是表征物体受热时长度增加程度的物理量．如图是实验的示意图，挡光片A固定，挡光片B放置在待测金属棒上端，A、B间形成平直的狭缝，激光通过狭缝，在光屏上形成衍射图样．温度升高，金属棒膨胀使得狭缝宽度发生变化，衍射图样也随之发生变化．在激光波长已知的情况下，通过测量缝屏距离和中央亮条纹宽度，可算出狭缝宽度及变化，进而计算出金属的线膨胀系数．下列说法正确的是()A．使用激光波长越短，其他实验条件不变，中央亮条纹越宽B．相同实验条件下，金属的膨胀量越大，中央亮条纹越窄C．相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明金属膨胀量越大D．狭缝到光屏距离越大，其他实验条件相同，测得金属的线膨胀系数越大答案 C解析 对比双缝干涉相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、缝屏距离的关系公式Δy ＝l dλ可得单缝衍射中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝屏距离的关系为Δy 2＝l dλ，激光波长变短，其他条件不变，则中央亮条纹变窄，A 错误；相同实验条件下，金属的膨胀量越大，则单缝距离d 越小，中央亮条纹越宽，B 错误；相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明单缝的距离d 变化大，即金属膨胀量越大，C 正确；金属的线膨胀系数属于金属的特有属性，与实验装置无关，D 错误．12. (2023·福建省三明一中模拟)(1)肥皂膜在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是______现象；(2)要使光产生明显的衍射现象，条件是________；(3)当狭缝的宽度很小并保持一定时，分别用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是________；(4)如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P 和Q ，以光的传播方向为轴旋转偏振片P 或Q ，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明________．答案 (1)干涉 光的色散 光的衍射 (2)障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小(3)红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远 (4)光是一种横波解析 (1)肥皂膜表面可看到彩色条纹，是因为肥皂膜的前后两面反射回来的两列光发生干涉形成彩色条纹；而露珠在阳光下呈现的彩色，是光的色散现象；对于通过狭缝观察太阳也会看到彩色条纹，是因为当缝的宽度与光的波长相当甚至更小时，能发生明显的衍射现象；(2)光波发生明显的衍射现象的条件是为当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小；(3)当发生衍射时，光的波长越长，则衍射条纹越宽，中央亮纹两侧间的亮纹离中央亮纹越远，因此红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远；(4)纵波中质点是沿传播方向震动的，所以它可以通过偏振片，而横波中质点是沿与传播方向垂直的方向震动的，而且质点的平衡位置不变，当波传到纸板处，这里的质点无法震动，部分波就无法传过去了，即发生了“偏振”现象，表明光是一种横波．。

光的偏振原理高中物理
1、自然光与偏振光
（1）自然光：若光源发出的光，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，这种光叫自然光
（2）偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿一个特定方向振动的光，叫偏振光
2、偏振片与透振方向：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，这个方向叫做“透振方向”
3、两种获得偏振光的的方法：
（1）让自然光通过偏振片
（2）自然光射到两种介质的交界面，如果光入射的方向合适，使反射光线和折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是完全偏振光，且偏振方向相互垂直，反射光的振动方向垂直于入射光与法线决定的平面，折射光的振动方向平行于入射光线与法线所决定的平面。

高中物理-高三光的偏振教案
一、学习目标：
1.了解光的偏振现象的基本概念
2.掌握偏振光的特点及其解析公式
3.理解偏振片的原理及其应用
二、学习重点：
1.光的偏振现象的基本概念
2.偏振光的特点及其解析公式
三、学习难点：
1.理解偏振片的原理及其应用
2.解决偏振光方向的问题
四、教学过程：
1.引入：
教师可以用图像来引入偏振光现象，让学生对这个现象有一个基本的了解。

2.讲解：
（1）光的偏振现象的基本概念：
将光束使得它仅仅振动在一个平面上的现象称为“偏振”。

（2）偏振光的特点及其解析公式：
1、偏振光的方向：
偏振光的方向是指电场矢量在空间中运动时，电矢量的方向。

2、偏振光的振幅：
偏振光的振幅用A表示，它是电场矢量的最大值。

3、偏振光的振幅方向：
偏振光的振幅方向是垂直于光的传播方向的方向。

4、偏振光的传播方向：
偏振光的传播方向是电场矢量振动方向的垂线。

3.偏振片的原理及其应用：
（1）偏振片：
偏振片的原理是利用晶体分子内部的结构性质屏蔽电磁波中某一方向矢量，而使其沿另一特定方向通过。

（2）偏振片的应用：
1、偏振片可以用于消除光的反射和折射，可以减少许多反射
和折射的影响。

2、偏振片还可以用于分析偏振光的振动方向和测量偏振角等。

3、偏振片还可以用于制造光学设备，例如相机镜头和望远镜
的镜片等。

五、课后作业：
1.通过教材学习并熟悉偏振光的特点及其解析公式。

2.理解偏振片的原理及其应用。

实验十五光偏振现象的观察和检验一、实验目的1.观察光的偏振现象，了解偏振光的种类；2.掌握偏振光的产生及检验方法；3.了解波片的作用。

二、实验器材氦氖激光光源（1个），1/2波片（1片），1/4波片（1片），偏振片（2片），底座（4个），光电转换器（1个）。

三、实验原理（一）偏振光的种类光是电磁波，光的偏振现象表明光是一种横波，即电磁振动方向与光的传播方向垂直。

光作为电磁波，光波中含有电振动矢量和磁振动矢量，就光与物质的相互作用而言，起主要作用的是电矢量，通常称电矢量为光矢量。

并将光矢量和光的传播方向所构成的平面称为光的振动面。

根据光矢量的振动状态，可以把光分为五种偏振态，结合图15-1认识下面几种偏振态的概念：1.自然光：如果在垂直于光的传播方向的平面内，光矢量的振动方向是无规则地变化着的，且发生在各个方向的概率均等，即各个方向的平均振幅相等,称此种光为自然光。

2.部分偏振光：如果某些方向光矢量的平均振幅较大，某些方向光矢量的平均振幅较小，则称为部分偏振光。

3.线偏振光：如果光矢量沿着一个固定方向振动，则称此种光为线偏振光或称平面偏振光。

4.椭圆偏振光：光矢量的大小和方向都作规则的变化，在垂直于光的传播方向的平面内，光矢量的矢端运动轨迹是椭圆，称此种光为椭圆偏振光。

5.圆偏振光：当椭圆偏振光中光矢量的大小不变，只是方向作规则的变化，光矢量的矢端运动轨迹是圆，称此种光为圆偏振光。

（二）线偏振光的产生1.用偏振片来获取线偏振光偏振片是一种具有二向色性的晶体，所谓二向色性是指该晶体对两个相互垂直振动的光矢量具有不同的吸收本领。

当自然光通过二向色性晶体时，其中一方向的振动几乎完全被吸收，则透射出来的光为线偏振光。

2.反射和折射产生偏振光根据布儒斯特定律，当自然光以=arctan n的入射角入射到折射率为n的玻璃表面上时，其反射光为完全的线偏振光，振动面垂直于入射面，称为布儒斯特角。

此时透射光为部分偏振光，如果自然光以角入射到一叠平行玻璃片堆上，则经过多次反射和折射，最后从玻璃片堆透射出来的光也接近于线偏振光。

光的偏振
〖教学目标〗
1．理解横波和纵波的振动方向与传播方向的关系。

2．理解光的偏振现象的结论.
3．知道光的偏振现象的应用.
〖教学重点〗理解横波和纵波的振动方向与传播方向的关系；理解光的偏振现象的结论.
〖教学难点〗理解横波和纵波的振动方向与传播方向的关系；理解光的偏振现象的结论.
〖教学用具〗偏振片偏光太阳镜
〖主要教学过程〗
导言
光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，但不能由此确定光究竟是纵波还是横波.本节讨论光的偏振现象，可以说明此问题。

新课教学
一．偏振现象
横波与纵波的区别：学生回忆并讨论得出结论
实验：第32页图20—7------加深学生的印象，通过观察实验现象找出图20—7 乙图振动受阻的原因，分析其他的横波和纵波是否都会出现此现象，20—7 乙图中改装成丙图的装置着一定会出现什么现象
------振动不能向前传播。

引导学生分析并得出结论
二．光的偏振现象
介绍偏振片
演示33页图20—8所示的实验
引导学生分析并得出结论
介绍自然光、偏振光、偏振、检偏器。

三．从光是电磁波的角度理解光是横波四．介绍偏振光的产生
五．偏振现象的应用
小结
1、偏振现象：横波与纵波的区别
2、光的偏振现象
3、从光是电磁波的角度理解光是横波
4、介绍偏振光的产生及应用
作业：搜寻有关偏振光应用。

光振动在纸面内。

第四章光的偏振（2）一．选择题：（共30分）1．在双缝干涉实验中，用单色自然光，在屏上形成干涉条纹，若在两缝后放一个偏振片，则[ ]（A）干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强。

（B）干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱。

（C）干涉条纹的间距不窄，但明纹的亮度减弱。

（D）无干涉条纹。

2．光强为I0的自然光垂直通过两个偏振片，它们的偏振化方向之间的夹角α =600，设偏振片没有吸收，则出射光强I与入射光强I0之比为[ ]（A）1/4 （B）3/4 （C）1/8 （D）3/83．如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角为600，假设二者对光无吸收，光强为I0的自然光垂直入在偏振片上，则出射光强为[ ](A) I0/8 (B) 3I0 /8 (C) I0 /4 (D) 3 I0/44．光强为I0的自然光依次通过两个偏振片和，若的偏振化方向的夹角，则透射偏振光的强度是[ ](A) I0/4 (B) √3 I0/4 (C) √3 I0/2 (D) I0/8 (E) 3I0 /85．两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过。

当其中一偏振片慢慢转动1800时透射光强度发生变化为：[ ](A) 光强单调增加。

(B) 光强先增加，后有减小至零(C) 光强先增加，后减小，再增加(D) 光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光[(A) 是自然光(B) 是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直入射面(C) 是完全偏振光且光矢量的振动方向平行入射面(D) 是部分偏振光7．一束单色平面偏振光，垂直投射到一块用方解石（负晶体）制成的四分之一波片（对投射光的频率）上，如图所示，如果入射光的振动面与光轴成450角，则对着光看从波片射出的光是Array(A) 逆时针方向旋转的圆偏振光(B) 逆时针方向旋转的椭圆偏振光(C) 顺时针方向旋转的圆偏振光(D) 顺时针方向旋转的椭圆偏振光8(A) 线偏振光(B) 部分偏振光(C) 和原来旋转方向相同的圆偏振光(D) 和原来旋转方向相反的圆偏振光9（对投射光的频率）上，如图所示成300角，则对着光看从波片射出的光是(A) 逆时针方向旋转的圆偏振光(B) 逆时针方向旋转的椭圆偏振光(C) 顺时针方向旋转的圆偏振光(D) 顺时针方向旋转的椭圆偏振光10．一束单色线偏振光其偏振化方向与1/4波片的光轴夹角α =π/4。

高中物理实验测量光的偏振与光的偏光器的实验方法光的偏振是指光波在传播过程中，电矢量振动方向只在一个平面上的现象。

而光的偏光器则是用来控制光波偏振方向的装置。

为了更好地理解和实验测量光的偏振以及光的偏光器的性质，下面将介绍一种实验方法。

实验材料：1. 透明的偏振片（光的偏光器）2. 白色光源（如白炽灯或LED灯）3. 三条安装好的白色绳4. 尺子和直尺5. 支架和夹子6. 角尺（可能需要）实验步骤：1. 首先，将支架放在实验桌上，并使用夹子固定好。

2. 将白色光源放在支架上，并调整好光源的位置。

3. 将一个透明的偏振片插入光源和观察点之间的路径上，并调整偏振片的位置，使其垂直于光源方向。

4. 使用直尺测量并记录下观察点与光源的距离。

5. 用两根白色绳将观察点和光源点连接起来，并保持绳子的张力均匀。

6. 将第二个透明的偏振片插入观察点和光源点之间的路径上，并将其旋转一定角度。

7. 观察第二个偏振片的透过光强度变化。

实验原理：1. 利用偏振片的特性，可以得出一个透过光的强度与入射光与偏振方向之间的夹角的余弦平方成反比的关系。

2. 当两个透明偏振片的偏振方向垂直时，透过光的强度最小，称为极小光强。

3. 当两个偏振片的偏振方向平行时，透过光的强度最大，称为最大光强。

4. 通过旋转以及调整两个透明的偏振片的角度，可以观察到透过光的强度的变化，从而验证光的偏振性质。

实验结果：1. 记录每个角度下透过光的强度与角度的关系。

2. 绘制出透过光强度与角度的图表，并分析图表中的极小光强和最大光强的出现情况。

3. 根据图表分析，可以得到光的偏振与偏振片角度之间的关系。

实验注意事项：1. 实验室中应保持较暗的环境，以确保测量的准确性。

2. 实验过程中要仔细调整偏振片的位置和角度，以确保实验结果的可靠性。

3. 在测量之前，需要进行多组重复实验，以取得更加准确的数据。

4. 在实验过程中，要小心操作，避免触碰光源或热源，以免造成伤害。