2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修1 第4章光4.6光的偏振 激光(2)课件

1.光的色散:白光的干涉条纹是①彩色的,可见,白光是由多种色光组成的.发生干涉时由于不同颜色的条纹间距不同,白光被分解了.含有多种颜色的光被分解为②单色光的现象叫做光的色散.含有多种颜色的光通常称做复色光.2.光谱:含有多种颜色的光被分解后,各种色光按其③波长的有序排列,就是光谱.1|光的颜色　色散8激光\n2|薄膜干涉中的色散在用肥皂膜做薄膜干涉的实验中,灯焰的像是液膜前后两个面④反射的光形成的,两个面反射的这两列光波是由同一个光源发出的,所以它们具有相同的⑤频率、恒定的相位差,它们是⑥相干光源.\n用白光进行衍射实验时,得到的是⑦彩色条纹,这是由于白光中包含各种颜色的光,不同色光的亮条纹的⑧位置不同.3|衍射时的色散4|折射时的色散1.偏向角:光通过棱镜后向它的横截面的⑨底边方向偏折,如图所示,其中θ为光的偏向角,光的偏向角越大,光偏折的程度越⑩大.\n2.偏向角与折射率实验表明,白光发生色散时,红光的偏向角最小,紫光的偏向角最大.这说明玻璃对不同色光的折射率是不同的,其中紫光的最大,红光的最小.3.光速由于介质中的光速v=,故在同一种物质中,不同波长的光波的传播速度不一样,波长越短,波速越小.5|激光的特点及其应用1.特点(1)相干性:只有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光才是相干光.激光是一种人工产生的相干光,具有高度的相干性.(2)平行度好:在传播很远的距离后仍能保持一定的强度;可以会聚到很小的一点.(3)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.\n2.应用应用它的相干性,激光能像无线电波那样被调制,用来传递信息.精密测距、计算机中的光储存技术,应用了它的平行度好.工业上的切割和焊接、医学上的“焊接”,应用了激光的亮度高.6|全息照相1.原理:将一束激光分成两部分,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达底片(称为物光).参考光和物光在底片上相遇时会发生干涉,形成复杂的干涉条纹,底片上某点的明暗程度反映了两束光叠加后到达这点时光波的强弱.2.观察全息照片时要用激光束照射照片,从照片的另一侧向照片看,可以看到原物体的立体的像.\n1.白光的色散现象表明,白光是复色光.(√)2.单色光通过棱镜后也能发生色散.(✕)3.某单色光在不同介质中传播时光的频率、波长均不同.(✕)单色光在不同介质中传播时光的频率相同.4.光的颜色取决于折射率.(✕)光的颜色取决于光的频率.判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”.\n5.全息照相技术利用激光平行度好的特点.(✕)全息照相技术利用激光的干涉.6.激光不能像无线电波那样用来传递信息.(✕)激光能像无线电波那样被调制,用来传递信息.7.计算机内“磁头”读出光盘上记录的信息应用了激光有相干性的特点.(✕)计算机内“磁头”读出光盘上记录的信息应用了激光的平行度好的特点.8.医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤应用了激光亮度高的特点.(√)\n1|薄膜干涉中的色散肥皂液膜干涉现象(1)白光的干涉图样是彩色的:因重力的作用,竖直放置的肥皂液膜上面薄、下面厚,由于不同颜色的光的波长不同,从前后两个面反射的光,在不同的位置相互加强,换句话说,不同颜色的光对应亮条纹的位置不同,因此看起来是彩色的.(2)条纹是水平方向的:因为在同一水平高度处,薄膜的厚度相同,从前、后两个面反射的光路程差均相同,如果此时两反射光互相加强,则此高度水平方向各处均加强,因此,明暗相间的干涉条纹应为水平方向的,如图所示.\n(3)注意:观察到的是从膜前、后两个面反射回来的光,不是透过膜的光,眼睛与光源在膜的同一侧.薄膜干涉的应用(1)干涉法检查平面平整度如图甲所示,两平面之间形成一个楔形空气薄层,用单色光从上向下照射,如果被测表面是光滑的,得到的干涉图样必是等间距的.如果被测表面某处凹陷,则对应亮条纹(或暗条纹)向左弯曲,如图乙中P条纹所示;如果某处凸起,则对应条纹向右弯曲,如图乙中Q所示.\n(2)增透膜①增透膜的厚度为入射光在薄膜中波长的(k=0,1,2…)倍.一般镀膜的厚度都为最小值,即膜中波长的.②增透膜原理:因增透膜的厚度为入射光在薄膜中波长的,膜的上表面与玻璃表面反射的光的路程差为,所以这两列光波相互削弱,使反射光的强度大大降低.激光的产生激光是原子受到激发而产生的,激光的传播方向、频率、偏振方向均相同,相位差恒定.激光是人工产生的相干光.2|激光及其应用\n激光的特点(1)相干性好:所谓相干性好,是指容易产生干涉现象.普通光源发出的光频率不一定相同,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.所以,现在我们做双缝干涉实验时,无需在双缝前放一个单缝,而是用激光直接照射双缝,就能得到既明亮又清晰的干涉条纹.利用相干光易于调制的特点传输信息,所能传递的信息密度极高.光纤通信必须借助激光技术才能发展.(2)平行度非常好:与普通光相比,传播很远的距离后激光仍能保持一定的强度,保持它的高能量,利用这一点可以精确测距.(3)激光的亮度高:它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量.如果把强大的激光束会聚起来照射到物体上,可使物体的被照部分在不到千分之一秒的时间内产生几千万摄氏度的高温.注意不能用激光直接照射眼睛,否则会伤害眼睛.\n应用类型原理利用性质光纤通信激光可以像无线电波那样被调制,可用来传递信息,而它的频率比无线电波高很多,它所能携带的信息量比无线电波大相干性好激光测距对准目标发射一个激光脉冲,发射脉冲和接收到反射回波的时间间隔为Δt,可精确求出目标的距离x=c·Δt.激光测距雷达就是根据这一原理制成的平行度好激光读写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DVD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和图像激光的常见应用\n应用类型原理利用性质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、热处理和表面处理等亮度高激光手术利用激光器发射的激光做“光刀”进行手术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,常被称做“死光”,激光以3×108m/s的高速出击,只要对准目标,即可命中续表\n全息照相如图所示为拍摄全息照片的基本光路图.全息照片的拍摄利用了光的干涉原理,要求参考光和物光有很高的相干性.