3 第3节 光的偏振 第4节 激光与全息照相

激光与全息照相的教学设计新课标要求（一）知识与技能1．了解激光和自然光的区别。

2．通过阅读，收集整理相关资料，认识激光的特点和应用。

（二）过程与方法1．通过课外阅读，收集整理有关激光应用的资料，培养加工处理信息的能力。

2．通过对激光的特点及应用的学习，培养应用物理知识解决实际问题的能力。

（三）情感、态度与价值观通过对激光应用的学习，使学生感受到科学知识的无究力量，培养热爱科学的品质。

教学重点激光与自然光的区别以及激光特点和应用。

教学难点激光与自然光的区别。

教学方法1．通过对自然光的分析，提出激光的相干性。

2．通过学生课前阅读，初步了解激光的特点及广泛应用。

3．通过收集激光方面的材料，讨论交流，进一步掌握激光的特点及应用知识。

4．通过观看录像，进一步加深对激光知识的了解。

教学用具：激光手电筒、投影仪、三段有关激光的录像材料教学过程（一）引入新课师：课前大家已经阅读了课文，了解了激光是自然界没有的光，首先我们来看看它与自然光有什么不同。

（二）进行新课1．自然光和激光（投影）激光还有许多与自然光不同的特点，下面请同学们将自己阅读课文整理的表格展示出来。

（教师巡视，大部分同学整理得很好，选出比较全面的一组投影，如上表，老师简单讲解）师：其实，激光的应用远不止这些，而且还在迅速发展，这方面的介绍很多，下面请大家根据课前收集的材料，开展课堂交流。

2．激光的应用（分组介绍，同时教师提炼要点并板书，以调动学生的积极性。

）进行光的干涉、衍射等实验（科学实验），由于原子的发光不是无限制持续的，每一次发光与下一次发光总有一个时间间隔，只有同一光源在同一发光时间间隔内发出的光，在空间某点相遇时才会发生干涉，所以原子发光的平均时间间隔称为相干时间，在相干时间内光的行程称为相干长度，激光的相干长度可达几十千米，相干性较好。

第二组（投影资料）我们组整理的信息中，激光的另一特点是激光的亮度特高，近年研制出的强激光的亮度要比太阳亮100亿倍以上。

高中物理学习材料唐玲收集整理光的偏振、激光与全息照相同步练习1．(多选)将激光束的宽度聚焦到纳米级(10－9m)范围内，可修复人体已损坏的器官，可对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，以上功能是利用了激光的( )A．单色性好 B．平行度好C．粒子性D．高能量【解析】激光的平行度好，故可聚焦到很小的范围；激光的亮度高、能量大，故可修复器官．【答案】BD2．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像，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【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．【答案】 A3．(多选)以下说法正确的是( )A．光纤通信利用了激光相干性好的特点B．激光武器利用了激光亮度高的特点C．激光写、读利用了激光亮度高的特点D．激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点【解析】由激光的几种特点及应用可知A、B、D正确．【答案】ABD4．(多选)关于立体电影，以下说法正确的是( )A．观众戴上特制眼镜是为了防止伤害眼睛B．这副眼镜其实就是一对偏振方向互相垂直的偏振片C．戴上特制眼镜的观众若只用一只眼睛看，则银幕上只是一片光亮而无图像D．产生立体视觉是因人的两只眼睛同时观察物体时，形成的在视网膜上的像并不完全相同【解析】看立体电影必须用偏振片才能达到好的效果．【答案】BD5．(多选)在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q，在Q的后边放上光屏，以下说法正确的是( )A．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变B．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度时强时弱C．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度不变D．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度时强时弱【解析】P是起偏器，它的作用是把太阳光(自然光)变为偏振光，该偏振光的振动方向与P的透振方向一致，所以当Q与P的透振方向平行时，通过Q 的光强最大；当Q与P的透振方向垂直时，通过Q光强最小，即无论旋转P或Q，屏上的光强都是时强时弱的．【答案】BD6．(多选)(2013·宁德高二检测)如图5－3－3所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则( )图5－3－3A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮【解析】自然光沿各个方向是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只有沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则A错；它通过A 偏振片后，即变为偏振光，则B对；设通过A的光沿竖直方向振动，若B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，则P点无光亮，将B转过180°后，P处仍无光亮，即C错；若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，即D对．【答案】BD7．激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是( )A．激光是纵波B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同C．两束频率不同的激光能产生干涉现象D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离【解析】光波都是横波，波长与频率和介质都有关，只有频率相同的光才能干涉．【答案】 D图5－3－48．(多选)奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，利用旋光仪可以测量糖溶液的浓度，从而测定含糖量．其原理是：偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振光的偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度θ，这一角度称为“旋光角”，θ的值与糖溶液的浓度有关，将θ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5－3－4所示，S是自然光源，A、B是偏振片，绕中心轴转动偏振片B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P 置于A、B之间．则下列说法中正确的是( )A．到达O处光的强度会明显减弱B．到达O处光的强度不会明显减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光的强度最大，则偏振片B转动的角度等于θD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光的强度最大，则偏振片A转过的角度等于θ【解析】根据题意可知，开始A、B两偏振片的透光方向相同，当被测样品置于A、B之间时，光线旋转一个角度θ，因此到达O处光的强度会明显减弱；为了使O处的光线强度最大，则必须将其中一个偏振片旋转角度θ，光线穿过偏振片时，光的偏振方向与偏振片的透光方向一致．【答案】ACD9．(多选)激光器发光功率为P，发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ，c表示光在真空中的速度，下列说法中正确的是( )A．该光在真空中的波长为nλB．该光在真空中的波长为λ/nC．该光的频率为c/λD．该光的频率为c nλ【解析】n＝cv，c＝fλ，v＝fλ，所以λ＝nλf＝vλ＝cnλ.【答案】AD10．光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知( )A．折射现象的出现说明光是纵波B．光总会分为反射光和折射光C．折射光与入射光的传播方向总是不同的D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同【解析】光的折射不能反映光是纵波还是横波，由光的偏振现象可知光是横波，选项A错误；当光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于等于临界角时，发生全反射现象，没有折射光，选项B错误；当光线垂直于界面入射时，折射光与入射光的传播方向相同，选项C错误；发生折射是因为光的传播速度在不同介质中不同，选项D正确【答案】 D图5－3－511．如图5－3－5所示，杨氏双缝实验中，下述情况能否看到干涉条纹？说明理由．(1)在单色自然光源S后加一偏振片P.(2)在(1)情况下，再加偏振片P1、P2，P1与P2透光方向垂直．【解析】(1)到达S1、S2的光是从同一偏振光分解出来的，它们满足相干条件，能看到干涉条纹．且由于偏振片很薄，对光程差的影响可忽略，干涉条纹的位置与间距和没有P时基本一致，只是强度由于偏振片吸收而减弱．(2)由于从P1、P2射出的光方向相互垂直，不满足干涉条件，故光屏被均匀照亮，无干涉现象．【答案】见解析12．应用激光平行性好的特性，可以精确地测量距离．对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与收到反射脉冲的时间间隔，就可以求出激光器到目标的距离．若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56 s，求月球到地球的距离大约是多少？【解析】真空中的光速c＝3.0×108 m/s，从发射脉冲到收到反射脉冲所用时间t＝2.56 s，月球与地球距离为：l＝12ct＝12×3.0×108×2.56 m＝3.84×105 km【答案】 3.84×105 km。

第4节激光与全息照相课堂互动三点剖析一、激光及其特性1.相干性好.所谓相干性好，是指容易产生干涉现象，普通光源发出的光（即使是所谓的单色光）频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足其他的相干条件.2.平行度非常好，与普通光相比，传播相同的距离激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距，现在利用激光测量地月距离精确度已达到1米.3.激光的亮度非常高.它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量.如果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温.不能直接照射眼睛，否则会伤害眼睛.4.激光单色性很好，激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的.【例1】在演示双缝干涉的实验时，常用激光作光源，这主要是应用激光的什么特性（ ) A.亮度高 B.平行性好 C.单色性好 D.波动性好解析：频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光的单色性好，频率单一，通过双缝时能够得到两束相干光.故本题的答案是C.答案：C二、激光与全息照相全息照相是应用光的干涉来实现的.作为光源的激光被分成两部分：一部分通过凹透镜发散后射到照相胶片上；另一部分射向一个平面镜，经反射后通过另一凹透镜射向被拍照的物体.该物体把光线反射到照相胶片上，并与第一束光发生干涉，两束光干涉的结果就在照相胶片上记录了被拍摄物体的三维图像信息，这就是全息照片.【例2】关于激光所具有的特点，下列说法中正确的是（）A.激光相干性好B.激光平行度好C.激光亮度高D.激光易色散解析：由于激光可以看作是频率稳定的光，频率决定颜色，即激光可看作是单色，不能发生色散，故D错.而A、B、C选项均为激光的特点.答案：ABC各个击破类题演练1一台激光器，它的功率为P，如果它发射出的单色光在空气中的波长为λ，则这束单色光的频率是__________，它在时间t内辐射的光能为__________，如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v，那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为_____________.解析：根据v=λf可得这束单色光的频率f=c/λ；激光器在时间t内所做的功W=Pt转化为光能；这束单色光对该介质的折射率n=c/v，设它从该介质射向真空发生全反射的临界角为C，则sinC=1/n=v/c,所以C=arcsin（v/c).答案：c/λ Pt arcsin（v/c)变式提升11969年7月，美国“阿波罗号”宇宙飞船的登月舱在登上月球的科学考察活动中，在月球上安放了一台激光反射器，成功地解决了用激光测量月地间距离问题.据你所知，用激光测量月地距离的原理是什么？解答：激光反射器由三块相互垂直的平面镜组成，能把射来的激光按原方向反射回去.由于激光的方向性好，因而可从地球上向月球上的激光反射器发射激光脉冲，只需测量发射脉冲和收到回波的时间间隔Δt，则测量月地距离为.类题演练2以下说法正确的是（）A.光纤通信利用了激光相干性好的特点B.激光武器利用了激光亮度高的特点C.激光写、读利用了激光亮度高的特点D.激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点解析：利用激光的相干性进行信息的传递.例如利用激光相干性好进行光纤通信；利用激光的平行度好进行精确测量和数据采集；利用激光的高亮度进行激光切割和焊接.答案：ABD变式提升22001年国家最高科学技术奖授予中科院院士王选，表彰他在激光排版上的重大科技贡献.激光是一种电磁波，某种排版系统中激光频率为4×1014 Hz，则该激光的波长为（）A.0.25 μmB.0.50 μmC.0.75 μmD.1.33×106 m 解析:根据公式v=λf可以有λ=m=0.75×10-6m=0.75 μm .答案：C中国书法艺术说课教案今天我要说课的题目是中国书法艺术，下面我将从教材分析、教学方法、教学过程、课堂评价四个方面对这堂课进行设计。

鲁科版（2019）高中物理选择性必修第一册课程目录与教学计划表
教材课本目录是一本书的纲领，是教与学的路线图。

不管是做教学计划、实施教学活动，还是做学习计划、复习安排、工作总结，都离不开目录。

目录是一本书的知识框架，要做到心中有书、胸有成竹，就从目录开始吧！
课程目录教学计划、进度、课时安排选择性必修第一册
第1章动量及其守恒定律
第1节动量和动量定理
第2节动量守恒定律及其应用
第3节科学验证:动量守恒定律
第4节弹性碰撞与非弹性碰撞
本章综合与测试
第2章机械振动
第1节简谐运动
第2节振动的描述
第3节单摆
第4节科学测量:用单摆测量重力加速度
第5节生活中的振动
本章综合与测试
第3章机械波
第1节波的形成和描述
第2节波的反射和折射
第3节波的干涉和衍射
第4节多普勒效应及其应用
本章综合与测试
第4章光的折射和全反射
第1节光的折射
第2节科学测量:玻璃的折射率
第3节光的全反射
第4节光导纤维及其应用
本章综合与测试
第5章光的干涉、衍射和偏振
第1节光的干涉
第2节科学测量:用双缝干涉测光的波长第3节光的衍射
第4节光的偏振
第5节激光与全息照相
本章综合与测试
本册综合。

第4节激光与全息照相思维激活在许多不同的领域和场合,你一定接触或听说过“激光”这一神奇之光,那么,激光到底是什么样的光,它为什么有这么大的用途?提示:激光技术的出现到现在不过五十年的时间,它的出现不仅使光学焕发新的青春和活力,而且对整个科学技术的发展起到了重大的促进作用.为什么激光有这么大的影响力?这和它的特殊性能是分不开的:异常高的亮度——这是激光与普通光源的最根本区别,其单色性好、方向性强而且便于控制.激光技术已经广泛地应用到通讯、军事、工农业生产、医疗卫生、生活娱乐等各方面.激光的用途很广,各国科学家正致力于这方面的研究,相信不远的将来,激光会有更大的用武之地.自主整理一、激光及其特性1.激光是___________________产生的光,是20世纪最重大的科学发现之一.2.激光的三大特点分别是:____________、____________、____________.二、激光的应用激光诞生后的最重大应用是____________,它是应用激光的____________来实现的,这是因为激光具有____________的特点,是很好的相干光源.高手笔记激光的特性及用途:(1)激光是原子受激辐射产生的光,频率相同,单色性好,是一种人工产生的相干光,具有高度的相干性.它能像无线电波那样进行调制,用来传递信息;记录和再现全息照相是通过激光来实现的.(2)激光的方向性强,也就是平行度非常好,可以用来精确地测距、用来刻制光盘及读出光盘上记录的信息.(3)激光的亮度高,可以用来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔.名师解惑1.激光为什么是相干光?而普通灯泡发出的光不是相干光?剖析:激光是从物质的原子中发出来的,原子获得能量后,处于不稳定状态,它会以光子的形式把能量辐射出去.但是,普通光源——灯泡,灯丝中的每个原子在什么时刻发光,朝哪个方向发光,都是不确定的,发光的频率也不一样.这样的光在叠加时,一会儿在空间的某点加强,一会儿又在这点削弱,不能形成稳定的亮区和暗区,所以不能发生干涉,因而是非相干光.激光的光源原子发生受激辐射时,发出的光子的频率、发射方向,都跟入射光子完全一样.能产生稳定的干涉图样,是相干光.2.激光有哪些方面的应用?剖析:(1)利用单色性、相干性:拍频技术(可精密测定各种移动、转动和振动速度)、激光地震仪、精密导航、光纤通信、全息照片、工业探伤、激光全息摄影等.(2)利用方向性强、亮度高:测距、激光雷达、读取VCD机、CD唱机和计算机的光盘、切割金属、打孔、医学上切除肿瘤等.(3)利用亮度高:军事上的激光炮弹、医疗上的激光手术等.讲练互动【例题1】下列说法正确的是（）A.两支铅笔靠在一起,自然光从笔缝中通过后就成了偏振光B.偏振光可以是横波,也可以是纵波C.因为激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象D.激光可以像刀子一样切除肿瘤解析：两支普通铅笔靠在一起,中间的缝远远地大于光的波长,因此,光从中通过时不会成为偏振光;光是横波,偏振光也是横波;激光也是光,因此激光就具有光波的特性,能够发生衍射现象;激光有很多用途,其中可用来做手术,切除肿瘤.答案：D绿色通道激光是一种特殊的光,光的一切规律都可以直接应用于激光.变式训练1.下列应用激光的事例中错误的是（ ）A.利用激光进行长距离精确测量B.利用激光进行通信C.利用激光进行室内照明D.利用激光加工坚硬材料解析:激光的单向性好,不利于室内照明,并且大功率的激光要靠专门的激光器产生,成本太高,且由于激光的能量集中,会对人体产生伤害,因此选项C 所述应用是错误的.其他三个选项的应用都很好地应用了激光的方向性强、单色性好、亮度高的特性.答案:C【例题2】一台激光器,它的功率为P,如果它发射出的单色光在空气中的波长为λ,则这束单色光的频率是__________,它在时间t 内辐射的光能为____________,如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v,那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为_________.解析：根据v=λf 可得这束单色光的频率f=c/v;激光器的时间t 内所做的功W=Pt 转化为光能;这束单色光对该介质的折射率n=c/v,设它从该介质射向真空发生全反射的临界角为C,则sinC=1/n=v/c,所以C=arcsin(v/c). 答案： cPt arcsin(v/c)绿色通道这道题虽以激光为命题背景,但解题的根据仍然是前面所学过的光学规律.变式训练2.一束激光从空气射入玻璃中,则其（ ）A.频率不变,波长变长B.频率变大,波长不变C.频率不变,波长变短D.频率变小,波长不变解析:激光的单色性好,其频率由光源决定,与介质无关,从空气射入玻璃后,波速减小,根据λ=v/f,知波长应变短,故选C.答案:C教材链接【讨论与交流】(课本第110页)请根据自己平时对激光的了解,说说你身边熟悉的激光应用,并试着说说什么是激光,激光有哪些特性.答:激光(laser)是一种特殊的光,自然界中的发光体不能发出激光.1960年,人类在实验室里首次发射出了激光.激光具有以下几个特点:(1)激光是人工产生的相干光,其单色性好,相干性好.激光的频率比较单一,相干性非常好,颜色特别纯.用激光做衍射、干涉实验,效果很好.(2)激光束的方向性强.从激光器发出的激光具有极好的平行性,几乎是一束方向不变、发散角很小的平行光.传播几千米后,激光斑扩展范围不过几厘米,而探照灯的光束将扩展到几十米范围.(3)亮度高.激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量.激光的应用,主要有以下几类:(1)光纤通信激光可以像无线电波那样进行调制,可用来传播信息,而且因为它的频率比无线电波高,所以激光携带的信息量比无线电波大.光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物.(2)激光测距因为激光的平行度好,所以传播很远的距离仍能保持一定的强度,利用这一特点,对准目标发射一个激光脉冲,测量脉冲发射和接收到反射回的脉冲的时间间隔Δt,可精确测量出距离s=21c·Δt.激光雷达就是根据这一原理制成的. (3)激光写、读由于激光的平行度好,激光可以会聚到一个很小的点上,利用激光可以在光盘上刻录密度很高的信息,也可以利用激光从VCD 机、CD 唱机或计算机的光盘上读出记录的信息,经过处理后还原成声音或图像.(4)激光加工将激光器发出的激光经光学系统聚焦后,在待加工的工件上形成密度很高、能量很大、直径很小的光斑,使受照部位迅速熔化或汽化,以完成特定要求的加工,包括切割、焊接、打孔、划片、整形、热处理和表面处理等.(5)激光手术(亦称光刀手术)利用激光器发射的激光作为手术刀进行切割、汽化等外科手术.激光手术有以下优点:①对凝固血管很有效,使不流血手术得以实现;②手术切缘锐利、平整;③由于激光手术是非接触手术,对于一些操作困难的部位实施手术尤为方便;④切割恶性肿瘤时,因激光能随时封闭毛细血管和淋巴液通道,有助于防止肿瘤细胞的扩散和转移.除激光手术外,在医疗上还可以进行激光治疗.(6)激光武器利用大能量激光器发射的激光束来攻击敌方,使被照射处形成能量、密度很高的光斑,被照射物体表面迅速熔化或汽化.激光武器具有很强的攻击力,常被称作“死光”.激光以3×108 m/s 的高速出击,只要对准目标,即可命中.在射击快速运动目标时无需考虑提前量,因此特别适合用来防御快速侵袭的低空飞机、导弹以及拦截军事卫星等.而且激光发射器发射激光时反作用力很小,即使在高速飞行的飞机上使用,也几乎不影响命中率.(7)可控聚变反应中的应用科学家设想把核燃料制成小颗粒,用激光从四面八方对它进行照射,利用强激光产生的高压引起聚变,从而实现可控聚变反应.(8)全息照相全息照片的拍摄利用了光的干涉原理,要求参考光和物光具有很高的相干性,激光恰好具备这一特点.。

姓名，年级：时间：[随堂检测］1.(多选）关于自然光和偏振光，以下说法正确的是( ）A。

自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同B.偏振光是在垂直于传播方向上,只沿着某一特定方向振动的光C.自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过另一个偏振片后又还原为自然光D.太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光解析：选BD.本题可由自然光和偏振光的定义解决。

光源发出的光,沿着各个方向振动的光的强度都相同,叫做自然光.振动方向一定的光叫做偏振光。

2。

全息照相利用了下列原理中的( ）A.小孔成像B．光的反射C。

光的衍射D．激光是一种相干光解析：选D.全息照相利用了干涉原理,且激光频率单一，是一种相干光，故D项正确，A、B、C 三项错误。

3。

（多选）如图,P是偏振片,P的透振方向(用带箭头的实线表示）为竖直方向。

下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光( ）A.太阳光B.沿竖直方向振动的光C。

沿水平方向振动的光D.沿与竖直方向成45°角振动的光解析：选ABD。

太阳光包含垂直传播方向向各个方向振动的光,当太阳光照射P时能在P的另一侧观察到偏振光,故A正确；沿竖直方向振动的光能通过偏振片，故B正确；沿水平方向振动的光不能通过偏振片，因为它们相互垂直,故C是错误的;沿与竖直方向成45°角振动的光也能通过偏振片，故D正确。

4.一台激光器，它的功率为P,如果它发射出的单色光在空气中的波长为λ，则这束单色光的频率是,它在时间t内辐射的光能为;如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v，那么这束单色光从该介质射向真空中发生全反射时的临界角为。

解析：根据c＝λf可得这束光的频率为f＝错误!，激光器在t时间内做的功W＝Pt转化为光能.这束单色光对该介质的折射率n＝错误!,设它从该介质射向真空中发生全反射的临界角为C，则sin C＝错误!＝错误!，所以C＝arcsin错误!。

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理第5章第3+4节光的偏振激光与全息照相课后知能检测鲁科版选修3-41．下列关于双缝干涉实验的说法中，正确的是( )A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D．照射单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹宽度越宽【解析】在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故选项A错误，B正确．光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗纹，选项C错误．照射单缝的单色光频率越高，两相干光的波长越短，屏上的条纹应越窄，故选项D错误．【答案】 B2．(多选)下列与光的干涉有关的事实是( )A．用光导纤维传播信号B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带D．水面上的油膜呈现彩色【解析】光导纤维是利用光的全反射，故选项A错误；白光通过三棱镜出现彩色光带是色散现象，故C错；用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度、水面上的油膜呈现彩色是光在前后两个表面反射的光干涉形成的，故选项B、D正确．【答案】BD3．某同学自己动手利用如图5－1－17所示器材，观察光的干涉现象．其中，A为单缝屏，B为双缝屏，C为像屏．当他用一束阳光照射到A上时，屏C上并没有出现干涉条纹．他移走B后，C上出现一窄亮斑．分析实验失败的原因，最大的可能是( )图5－1－17A．单缝S太窄B．单缝S太宽C．S到S1和S2距离不等D．阳光不能作光源【解析】双缝干涉中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看作是由许多个点光源沿一条线排列组成的．这里观察不到光的干涉现象是由于单缝太宽，不能获得线光源，不满足相干条件．故B正确．【答案】 B图5－1－184．(多选)(2013·陕西师大附中检测)如图5－1－18所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法中正确的是( )A ．人从右侧向左看，可以看到彩色条纹B ．人从左侧向右看，可以看到彩色条纹C ．彩色条纹水平排列D ．彩色条纹竖直排列【解析】 一束白光射到薄膜上，经前后两个面反射回来的光相遇，产生干涉现象，我们由左向右看，可看到彩色条纹．又由于薄膜同一水平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平排列的，故选B 、C.从右向左看到的是折射光，折射光的偏折角与介质厚度有关，光经过薄膜后的偏折角很小，大面积光束照射后，各单色光的折射光相互重叠，所以难以看到折射后的色散现象．【答案】 BC5．(多选)下列说法正确的是( )A ．用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是紫光B ．用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是红光C ．涂有增透膜的照相机镜头，增强了对照射光的透射程度D ．从竖立肥皂膜上看到的彩色条纹是从膜的两表面反射的光相干涉的结果【解析】 由于干涉实验中，有Δy ＝l dλ，即条纹间距与光波长成正比，而红光波长最长，故偏离中央明条纹最远的是红光，B 对；增透膜增加了透射光的能量，且应该增透的是对人的视觉最敏感的绿光，从而才能使所成的像既亮又清晰；肥皂膜上的条纹是由于光从膜前、后表面反射后，相干而形成的，C、D对．【答案】BCD6．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，是因为( )A．各色光的波长不同，因而各色光产生的干涉条纹间距不同B．各色光的速度不同，造成条纹间距不同C．各色光的强度不同D．各色光通过双缝的距离不同【解析】用白光做双缝干涉实验时，除中央白色条纹外，两侧出现彩色条纹，是因为条纹的间距与波长有关，各种色光的波长不同，条纹间距不同，使中央条纹外的各色条纹不能完全重合，出现彩色，所以A正确；在真空中，各种色光的速度相同，仍有彩色条纹出现，可见B错误；各色光的强度调成相同，仍有彩色条纹，故彩色条纹的出现也与强度无关，C 错误；与各色光通过双缝的距离无关，D错误．【答案】 A7．(2013·连云港高二检测)用单色光做双缝干涉实验，在光屏上某点P，从中央O点开始计数，P点恰好第三条亮纹，现改用波长较短的单色光照射，其他的条件不变，那么( )A．P处仍为第三条亮纹B．P处可能是第四条亮纹C．P处可能是第二条亮纹D．若将光屏向双缝移近一些，在P处可能看到第二条亮纹【解析】波长短，双缝到P点光程差不变，故A、C错，B对；若将光屏向双缝移近一些，条纹间距变小，故D错．【答案】 B8．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm.若分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现亮、暗条纹的情况是( )A．单色光f1和f2分别照射时，均出现亮条纹B．单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹C ．单色光f 1照射时出现亮条纹，单色光f 2照射时出现暗条纹D ．单色光f 1照射时出现暗条纹，单色光f 2照射时出现亮条纹【解析】 单色光f 1的波长：λ1＝c f 1＝3×1085.0×1014 m ＝0.6×10－6 m ＝0.6 μm.单色光f 2的波长：λ2＝c f 2＝3×1087.5×1014m ＝0.4×10－6 m ＝0.4 μm.因P 到双缝的距离之差δ＝0.6 μm ＝λ1，所以用f 1照射时P 处出现亮纹．δ＝0.6 μm ＝32λ2，所以用f 2照射时P 处出现暗纹，故选项C 正确．【答案】 C9．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减少紫外线对眼睛伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率为n ＝1.5，所要消除的紫外线的频率为f ＝8.1×1014 kHz ，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是( )A ．9.25×10－8 mB ．1.85×10－7m C ．1.23×10－7 m D ．6.18×10－8 m 【解析】 为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射出来形成的光叠加后加强，则光程差(大小等于薄膜厚度d 的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d ＝Nλ′(N＝1，2，…)因此，薄膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的12.紫外线在真空中的波长是λ＝c f ＝3.7×10－7 m ，在膜中的波长是λ′＝λn＝2.47×10－7 m ，故膜的厚度至少是1.23×10－7 m.【答案】 C10．现有毛玻璃屏A 、双缝B 、白光光源C 、单缝D 和透红光的滤光片E 等光学元件，要把它们放在图5－1－19所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．图5－1－19(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序为C、________、________、________、A.(2)本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离．在操作步骤②时还应注意________和________．(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图5－1－20甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数________ mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________ mm.图5－1－20(4)已知双缝间距d 为2.0×10－4m ，测得双缝到屏的距离l 为0.700 m ，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________ nm.【解析】 (1)滤光片E 是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取线光源，双缝屏是获得相干光源，最后在毛玻璃屏上成像．所以排列顺序为：C 、E 、D 、B 、A.(2)在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行，单缝、双缝间距离大约为5～10 cm ；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上．(3)螺旋测微器的读数应该：先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度．图乙读数为13.870 mm ，图甲读数为2.320 mm ，所以相邻条纹间距Δy ＝13.870－2.3205mm ＝2.310 mm (4)由条纹间距公式Δy ＝l d λ得：λ＝d Δy l， 代入数值得：λ＝6.6×10－7m ＝6.6×102 nm【答案】 见解析11．为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52×10－7 m 的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度．【解析】 由于人眼对绿光最敏感，所以通常所用的光学仪器其镜头表面所涂的增透膜的厚度只使反射的绿光干涉相消，但薄膜的厚度不宜过大，只需使其厚度为绿光在膜中波长的14，使绿光在增透膜的前后两个表面上的反射光互相抵消．而光从真空进入某种介质后，其波长会发生变化．若绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得：n ＝c v ＝λ0fλf ，即λ＝λ0n ，那么增透膜厚度 h ＝14λ＝λ04n ＝5.52×10－74×1.38 m ＝1×10－7m.【答案】 1×10－7 m。

鲁科版高三物理选修3《激光与全息照相》教案及教学反思一、引言《激光与全息照相》是高中物理选修3中的一个重要课题，也是现代物理的研究领域之一。

本篇文章将介绍本人所使用的《激光与全息照相》教案以及自己的教学反思。

二、教案设计1. 教学目标通过本课学习，学生应该能够：1.掌握激光的基本原理和特点2.了解激光在全息照相中的应用3.理解全息照相的基本原理和操作流程4.学会制作简单的全息照片2. 教学重点1.激光的基本原理和特点2.全息照相的基本原理和操作流程3. 教学难点1.全息照相的基本原理和制作方法2.如何运用激光在全息照相中进行测量和研究4. 教学内容1.激光的概念和发展历程2.激光的特点和分类3.激光的工作原理与产生原理4.激光在全息照相中的应用5.全息照相的基本原理和操作流程6.制作简单的全息照片5. 教学方法1.讲授法2.示范法3.实验法6. 教学过程（1）导入环节通过案例和现象引出本课的内容，例如：课前老师在讲台上悬挂一张空气中的全息照相，由于光的散射，全息照相的图像十分清晰真实，学生对此感到非常好奇，从而进入下一个环节。

（2）知识点讲解通过教师的讲授和学生的互动，讲解以下内容：•激光的概念和发展历程•激光的特点和分类•激光的工作原理与产生原理•激光在全息照相中的应用•全息照相的基本原理和操作流程•制作简单的全息照片（3）实验操作通过实验和教师和学生的交流，学生通过自己的实际操作，来更好地理解课堂中讲解的知识。

7. 教学评价在教学结束后，对学生进行评价，其中包括形成性评价和非形成性评价两个方面：1.形成性评价：课堂作业、实验报告等2.非形成性评价：学生评价、教师评价等三、教学反思在教学过程中，我发现以下问题：1.对于一些高复杂度的知识点，可能难以被学生完全理解，需要设计更多的案例和实验操作，才能让学生真正理解；2.教师在讲解过程中，要充分发挥自己的创新能力，将趣味性、有趣性和互动性融入到知识点中，以调动学生的学习兴趣和积极性；3.在教学设计中，应该将学生的实践能力、创新能力和问题解决能力作为评价的重要依据，并注重培养学生的交流和合作精神；4.在实验操作中，应该加强对学生安全意识和操作规范的教育，避免实验过程中出现意外。