光的偏振，激光.doc

第四节光的偏振、激光【教学目标】（一）知识目标：1、知道振动中的偏振现象，了解什么是偏振现象，知道偏振是横波的特点．2、知道偏振光和自然光的区别，知道偏振光在实际生活中的应用．3、了解什么是激光和激光的特性．4、了解激光的应用．（二）能力目标：通过光的偏振现象和机械波的偏振现象的实验对比，理解光波是横波的实质．（三）情感目标：1、培养良好的物理实验习惯，学会用理论指导实践，用实验来验证理论．2、知道在学习物理的过程中，做好实验的重要性．3、通过组织学生从不同的媒体中学习有关激光的知识同时，让学生了解我国的科学事业，培养学生的爱国热情．【教学过程】（一）引入新课：问题：光的干涉和衍射现象表明光是一种波．我们知道波有横波和纵波，那么，光波是横波还是纵波呢？让学生思考、猜测．教师让学生观看机械波的偏振实验．（二）新课教学过程：1、首先用机械波来说明横波和纵波的主要区别．我们已经知道绳波是横波，如果在它的传播方向上放上带有狭缝的木板，只要狭缝的方向跟绳的振动方向相同，绳上的横波就可以毫无阻碍地传过去；如果把狭缝的方向旋转90°，绳上的横波就不能通过了，这种现象叫偏振．横波的振动矢量垂直于波的传播方向振动时，偏于某个特定方向的现象纵波只能沿着波的传播方向振动，所以不可能有偏振．光是否也会产生偏振呢？2、演示光的偏振现象（参考相关动画演示）：自然光：从普通光源直接发生的天然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏于一定方向．这种沿着各个方向振动的光波的强度都相同的光叫自然光；太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向的平面内沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波强度都相同，这种光都是自然光．让太阳光或灯光通过一块用晶体薄片作成的偏振片P1，在P1的另一侧观察，可以看到它是透明的．以入射光线为轴旋转偏振片P1，这时看到透射光的强度并不发生变化．再取一块同样的偏振片P2，放在偏振片P1的后面，通过它去观察从偏振片P1透射过来的光，就会发现，从偏振片P1透射过来的光的强度跟两偏振片P1、P2的相对方向有关．把晶片P1固定，以入射光线为轴旋转偏振片P2时，从P2透射过来的光的强度发生周期性的变化．当P1与P2的透振方向平行时，透射光的强度最大，当P1与P2的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎等于零．把上述的光现象跟机械波的偏振现象比较，表明光通过偏振片时产生偏振现象，由此确定光波是横波．要求学生总结上述现象，尝试类比机械波的偏振来解释上面的实验现象？自然光通过第一个偏振片P1（叫起偏器）后，相当于被一个“狭缝”卡了一下，只有振动方向跟“狭缝”方向平行的光波才能通过．自然光通过偏振片Pl后虽然变成了偏振光，但由于自然光中沿各个方向振动的光波强度都相同，所以不论晶片转到什么方向，都会有相同强度的光透射过来．再通过第二个偏振片P2（叫检偏器）去观察就不同了；不论旋转哪个偏振片，两偏振片透振方向平行时，透射光最强，两偏振片的透振方向垂直时，透射光最弱．光的偏振现象并不是罕见的．我们通常看到的绝大部分光，除了从光源直接射过来的，基本上都不是自然光，只是我们的眼睛不能鉴别罢了．如果用偏振片去观察从玻璃或水面上反射的光，旋转偏振片发现透射光的强度也发生周期性的变化，从而知道反射光是偏振光．3、光的偏振的应用：光的偏振现象在技术中有很多应用．例如拍摄水下的景物或展览橱窗中的陈列品的照片时，由于水面或玻璃会反射出很强的反射光，使得水面下的景物和橱窗中的陈列品看不清楚，摄出的照片也不清楚．如果在照相机镜头上加一个偏振片，使偏振片的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以把这些反射光滤掉，而摄得清晰的照片；此外，还有立体电影、消除车灯眩光等等．4、激光：指导学生自学，思考如下几个问题：（1）、究竟什么是激光呢？（2）、激光是如何产生的？（3）、激光都有那些特性和用途呢？演示有关视频资料加深学生对激光的了解（可以参考媒体资料）。激光，是“受激辐射光放大”的简称，它是用人工的方法产生的一种特殊的光．激光是20世纪的一项重要发明，由于它有着普通光无法比拟的一些特性，已经在广泛的领域得到应用．产生激光的装置称为激光器，它主要由三部分组成，即工作物质、抽运系统和光学谐振腔．激光器常以使用的工作物质命名，例如常用的红宝石激光器、氦氖激光器等．光学谐振腔主要由两块平行放置的镀银镜面组成，其中一块是全反射镜，另一块是部分反射镜，有百分之见的透射率，两镜面间形成谐振胜．激光器工作时设法使工作物质处于激发态，它辐射的光子射向其他方向的都将很快逸出腔外，只有沿轴线运动的光子在A，B两镜间来回反射，并且在工作物质中引发与它相同的光子，从而得到雪崩式的放大，从部分反射膜一侧输出的就是具有优越性能的激光束．5、激光的特性：激光具有如下4个方面的特性：（1）方向