高中物理第五章光的波动性第3、4节光的衍射与偏振激光教学案教科版.doc

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1、第3、4节光的衍射与偏振__激光1.障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多时，光将发生明显的衍射现象。2．单色光的单缝衍射图像是中央一条较宽较亮的条纹，两边是对称而明暗相间的条纹，亮条纹的强度向两边很快减弱。白光通过单缝产生的衍射图像中央是一条白条纹，两边是很快减弱的彩色条纹。3．自然光透过偏振片后形成线偏振光，偏振光通过偏振片的情况与光的偏振方向和偏振片的偏振方向的夹角有关。4．激光是人工产生的相干光，是原子受激辐射产生的光，具有频率单一、强度大、相干性好等特点。光的衍射[自读教材·抓基础](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

2、出现阴影的区域出现亮条纹或亮斑，应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或暗斑。(2)衍射图样：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，中央为一条较宽较亮的条纹，两边是对称而明暗相间的条纹，亮条纹的强度向两边很快减弱。白光通过狭缝时，中央为白条纹。两边是很快减弱的彩色条纹。(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。[跟随名师·解疑难]1．三种衍射图样的特点比较(1)单缝衍射图样：①中

3、央条纹最亮，越向两边越暗；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。13③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，入射光波长越大，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，中央亮条纹仍然是最宽最亮的白条纹。(2)圆孔衍射图样：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5－3－1所示。图5－3－1②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，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直

4、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。⑤只有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的现象——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)。(3)不透明的小圆板衍射图样(泊松亮斑)：①中央是亮斑。②周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小。2．单缝衍射和双缝干涉的比较名称单缝衍射双缝干涉13项目　　区别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

5、，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，亮度基本相等联系干涉、衍射都是波特有的现象干涉、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[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，图5－3－2四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是(　　)图5－3－2A．a、c　　　　　　　　　　B．b、cC．a、dD．b、d解析：选D　a图中是等间距的光的干涉图样，b图是单色光的单缝衍射图样，c图是水波的衍射图样，d图是白光的单缝衍射图样，可见D正确。光的偏振[自读教材·抓基础]1．偏振片由特

6、定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿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。偏振片对光波的作用就像狭缝对于机械波的作用一样。2．光的分类(1)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着大量的、振动方向不同而互不相干的线偏振光。(2)线偏振光自然光通过偏振片后，只有振动方向与偏振片的透光方向平行13的成分才能通过，得到的就是线偏振光。3．结论光的偏振现象证实光是横波。[跟随名师·解疑难]1．自然光与偏振光的对比自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过偏振片后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿所有方向，且沿

7、各个方向振动的光强度都相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某一特定方向(与偏振片的透振方向一致)2.偏振光的产生方式(1)自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，入射角变化时偏振的程度也会变化。自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且是完全偏振光，偏振方向相互垂直。(2)自然光经过偏振片(起偏器)后能形成偏振光。偏振光可以用另一个偏振片(检偏器)检验。[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)关于自然