《光的衍射与偏振》课件1.ppt

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1、3光的衍射与偏振1．知道光通过狭缝和圆孔的衍射现象．2．知道观察到明显衍射的条件．3．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．4．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．一、光的衍射光的衍射现象光在遇到障碍物时，偏离传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射．光的衍射现象进一步证明光是一种波．直线衍射图样(1)单缝衍射：中央为条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同．白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光．(2)圆孔衍射：明暗相

2、间的圆环．(3)泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影出现的亮斑．亮不等距中心二、光的偏振1．光的偏振现象：在垂直于传播方向的平面上，光只沿着振动的现象．2．偏振光：在跟光传播方向垂直的平面内，光振动在某一方向较强而在另一些方向振动的光即为偏振光．3．自然光：太阳、电灯等普通光源直接发出的光，包含垂直于传播方向上的光，而且沿各个方向振动的光波的强度，这种光叫自然光．4．光的偏振现象证明光是波某个特定方向较弱沿一切方向振动都相同横一、光的衍射对“光沿直线传播的理解”光的直线传播是一种近似

3、的规律，可从以下两个方面去理解：(1)多数情况下，光照到较大的障碍物或小孔上时是按沿直线传播的规律传播的，在它们的后面留下阴影或光斑．如果障碍物、缝或小孔都小到与照射光的波长差不多(或更小)，光就表现出明显的衍射现象，在它们的后面形成泊松亮斑、明暗相间的条纹或圆环．(2)光是一种波，衍射是它基本的传播方式，但在一般情况下，由于障碍物都比较大(比起光的波长来说)，衍射现象很不明显，光的传播可近似地看作是沿直线传播．所以，光的直线传播只是近似规律．三种衍射现象和图样特征(1)单缝衍射①中央条纹最亮、越向两

4、边越暗，条纹间距不等，越靠外，条纹间距越小．②缝变窄，通过的光变少，而光分布的范围更宽，所以亮纹的亮度降低．③中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有关．入射光波长越长，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距就越大．④用白光做单缝衍射时，中央亮条纹是白色的，两边是彩色条纹，中央亮条纹仍然最宽最亮．(2)圆孔衍射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．②圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱．③用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的

5、大小和位置不同，波长越长，中央圆形亮斑的直径越大．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．(3)不透明的小圆板衍射①与圆孔衍射图样比较a．均是明暗相间的圆形条纹，中心均有亮斑．b．圆孔衍射图样中心亮斑较大，而泊松亮斑较小．c．圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大，圆板衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而减小．d．圆孔衍射图样的外侧是黑暗的，而小圆板衍射图样的外侧是明亮的．②泊松亮斑图样中的亮环或暗环间距随半径增大而减小．单缝衍射和双缝干涉有何异同？名称项目单缝衍射双

6、缝干涉不同点产生条件障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多频率、振动方向相同，相位差恒定的两列光波相遇叠加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条纹间距不等，越靠外条纹间距越小各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮，两边变暗清晰条纹，亮度基本相等相同点成因干涉、衍射都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或者削弱的结果意义干涉、衍射都是波特有的现象，表明光是一种波特别提醒衍射是一种普遍现象．只是障碍物的尺寸比光的波长大得多时，衍射现象不明显，障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长

7、还小的时候，衍射现象十分明显．所以前面所说的衍射产生条件应是产生明显衍射现象的条件．二、自然光与光的偏振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，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这样的光称为自然光．从普通光源直接发出的自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向哪一个方向．如图5-3、4-1所示，普通光源发出的光经过偏振片时，后面的光屏是明亮的，说明光透过了偏振片，若转动偏振片，光屏上亮度不变，说明透光强度不变，可知自然光沿各个方向振动的

8、光波强度都相同．图5-3、4-1偏振片是由特殊材料制成的，其“狭缝”用肉眼不能看见，它只允许振动方向与“狭缝”平行的光波通过．通过偏振片后，自然光就变成了线偏振光．线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称线偏振光．如经过偏振片后的自然光是线偏振光，若线偏振光再经过一个偏振片后，情况会怎样呢？如图5-3、4-2甲所示，当两偏振片的“狭缝”平行时，光屏上仍有亮光．透射光的强度最大．但是，比通过一块偏振片时要弱．当两偏振片的“狭缝”相互