2021-2022高中创新设计物理教科版选修3-4课件：第5章 第3、4讲 光的衍射与偏振 　激光

1、第3讲光的衍射与偏振 第4讲激光,目标定位1.知道光产生明显衍射现象的条件，了解几种不同衍射现象的图样.2.能用衍射知识对生活中的现象进行解释和分析.3.认识光的偏振现象，知道光是横波.4.知道偏振光和自然光的区别，能用偏振知识来解释生活中的一些常见光学现象.5.了解激光的特性及应用,一、光的衍射 1概念：光通过很小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了_方向，在屏上散开到相当大的范围，这种现象叫做光的衍射 2衍射图像 (1)定义：衍射时产生的明暗条纹或_,直线传播,光环,2)特点： 单色光：中央有一条_的条纹，两边是对称而_的条纹，亮条纹的强度向两边_ 白光：中央是一条_条纹，两边是很快减弱的_

2、3光的衍射现象进一步证明了光具有_性,较宽较亮,明暗相间,很快减弱,白,彩色条纹,波动,二、光的偏振 1线偏振光：如果光振动的方向限在_，这种光叫线偏振光 2自然光：通常光源发出的光(包括太阳光)是由大量的、_不同而互不相干的_组成的，称为自然光 3光的偏振现象进一步证实光是_波,一个平面,振动方向,线偏振光,横,三、激光 1激光的特殊性质：_、_、单色性好、_、覆盖波段宽而且可调谐 2激光具有广泛的应用：如激光_、激光全息照相、激光_、激光_、激光_、激光照排、光盘等,强度大,方向性好,相干性好,加工,检测,通信,医学,1光产生明显衍射的条件 障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的

3、波长小 2衍射图样的特点 (1)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，中央为亮条纹中央条纹最宽最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白条纹,一、对光的衍射的理解,波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大；单缝不变时，光波波长大的中央条纹宽，条纹间距大 (2)圆孔衍射：光通过小孔(孔很小)时，在光屏上出现明暗相间的圆环，如图1所示,3)圆板衍射(泊松亮斑) 若在单色光(如激光)传播途中放一个较小的圆形障碍物，会发现在影的中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑，衍射图样如图2所示 中央是亮斑，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗

4、相间的圆环,例1】(多选)在单缝衍射实验中，下列说法正确的是() A将入射光由黄光换成绿光，衍射条纹间距变窄 B使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄 C换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽 D增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽 解析当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远，条纹间距也越大，A、C正确；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越大，B错误；光的波长一定、单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变宽，D正确 答案ACD,1不同点,二、单缝衍射与双缝干涉的比较,2相同点 (1)都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱

5、的结果 (2)都是波特有的现象，表明光是一种波,例2】如图所示的4种明暗相间的条纹，是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)则在下面的四个图中，哪个图是蓝光形成的干涉图样(,解析双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距；波长越短，条纹间距越小，故A是蓝光的干涉图样，C是红光的干涉图样；单缝衍射条纹是中间亮且宽，越向两侧宽度越小越暗；波长越长，中央亮条纹越宽，故B、D是衍射图样；因紫光比黄光波长短，所以B是紫光的衍射图样，D是黄光的衍射图样选项A正确 答案A,1偏振片上的“狭缝”表示透振方向，而不是

6、刻上的真实狭缝 2只要光的振动方向不与透振方向垂直，都可以不同程度地通过偏振片，不过强度要比振动方向与透振方向平行的光弱一些,三、对光的偏振的理解,3自然光和偏振光,4.偏振现象的应用举例 (1)在摄影中的应用：在镜头前安装一片偏振滤光片，可以阻挡反射光进入镜头 (2)电子表的液晶显示屏：在两块透振方向垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，可以控制光线显示数字 (3)夜晚行车时，车灯眩光的消除用的就是光的偏振原理 (4)立体电影也利用了光的偏振原理,例3】如图3所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是() AA、B均不变

7、BA、B均有变化 CA不变，B有变化DA有变化，B不变,解析白炽灯光包含各方向的光，且各个方向的光强度相等，所以旋转偏振片P时各方向透射光强度相同，故A点光的强度不变；白炽灯光经偏振片P后为偏振光，当P旋转时，透过Q的光的强度发生变化，因此B点的光强有变化，选项C正确 答案C,1激光加工、激光医学(强度大、能量高度集中) 2激光雷达测距、测速、光盘(方向性好，结合多普勒效应) 3激光全息照相、激光检测(相干性好) 4激光通信(覆盖波段宽而且可调谐,四、激光的应用,例4】(多选)下列说法正确的是() A激光可用于测距 B激光能量十分集中，只可用于加工金属材料 C外科研制的“激光刀”可以有效地减少细菌的感染 D激光可用于全息照相，有独特的特点,解析激光平行度好，即使在传播了很远的距离之后，它仍保持一定的强度，此特点可用于激光测距，选项A正确；激光的亮度高，能量十分集中，可用于金属加工、激光医