物理粤教版选修3-4第四章4-6 《光的衍射和偏振》(课件)

1、光的衍射和偏振光的衍射和偏振 光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射现象呢？如果有衍射现象，现象呢？如果有衍射现象，为什么在日常生活为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象呢？中我们没有观察到光的衍射现象呢？水波、声波都会发生衍射现象，它们发生衍射的现象特征是什么？ 一切波都能发生衍射，通过衍射把能量一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多障碍物或孔的尺寸跟波长差不多 取一个不

2、透光的屏，取一个不透光的屏，在它的中间装上一个在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，用平行的单色光照射，在缝后适当距离处放在缝后适当距离处放一个像屏一个像屏 激光束调节狭缝宽窄像屏单击画面观看录像单击画面观看录像单缝衍射条纹的特征1、中央亮纹宽而亮2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗观察下列衍射图样，分析衍射规律：观察下列衍射图样，分析衍射规律：不同缝宽的单缝衍射不同缝宽的单缝衍射不同色光的单缝衍射不同色光的单缝衍射 1 1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大纹间距大 2、单缝不变时，光波波长的（红光）中

3、央亮单缝不变时，光波波长的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔越大纹越宽，条纹间隔越大 3 3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮，两侧为、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色紫色单缝衍射规律ABS 1、 孔较大时屏上出现清晰的光斑 2、 孔较小时屏上出现衍射花样 不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果历史因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果历史上曾有一个著名的衍

4、射图样上曾有一个著名的衍射图样泊松亮斑泊松亮斑圆屏衍射圆孔衍射钢针的衍射钢针的衍射光的偏振光的偏振2 2、光偏振的实验演示、光偏振的实验演示1 1、机械波的偏振、机械波的偏振（2 2）横波具有偏振现象，纵波不具有这样的特性。）横波具有偏振现象，纵波不具有这样的特性。这就是横波与纵波的区别这就是横波与纵波的区别3 3、光具有偏振说明、光具有偏振说明：(1)(1)自然光通过一个偏振片自然光通过一个偏振片(2)(2)偏振光通过旋转的检偏器偏振光通过旋转的检偏器结结论论（1 1）横波只沿着某一个特定的方向振动这种现象）横波只沿着某一个特定的方向振动这种现象称为波的偏振。称为波的偏振。旋转偏振片旋转偏振

5、片P P的的过程中，透射光过程中，透射光的强度不变。的强度不变。光强发生变化，两光强发生变化，两片相垂直时透射光片相垂直时透射光的强度最弱。的强度最弱。光是一种横波光是一种横波4 4、常见光的偏振现象及应用、常见光的偏振现象及应用（1 1） （2 2）课本）课本P35P35(视频演示视频演示)自然光：自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着太阳、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，而且沿着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。光。偏振光：偏振光：自然光通过

6、偏振片时，只有振动方向跟偏自然光通过偏振片时，只有振动方向跟偏振片的透射方向一致时的光波才能通过，也就是说，振片的透射方向一致时的光波才能通过，也就是说，通过偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只通过偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动，这种光叫做偏振光。沿着一个特定的方向振动，这种光叫做偏振光。偏振片（也叫起偏器或检偏器）：偏振片（也叫起偏器或检偏器）：由特定的材料由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向），制成，它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片

7、。（1 1）除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出）除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，通常看到的绝大多数是反射、折射的光以外，通常看到的绝大多数是反射、折射光是偏振光。光是偏振光。 自然光射到两种介质的界面时，当反射光自然光射到两种介质的界面时，当反射光与折射光之间的夹角为与折射光之间的夹角为90900 0，反射光与反射光，反射光与反射光就都是偏振光，并且两偏振方向互相垂直。就都是偏振光，并且两偏振方向互相垂直。例例2 2：如何在拍摄时减弱反射光的干扰？如何在拍摄时减弱反射光的干扰？例例1 1：计算自然光从空气射到折射率为计算自然光从空气射到折射率为4/34/3的水的水面时，当入射角

8、为多大时使反射光和折射光均面时，当入射角为多大时使反射光和折射光均为偏振光？（假设光在玻璃中的折射率相同）为偏振光？（假设光在玻璃中的折射率相同）答案：（见课本答案：（见课本P34P34）析与解析与解.检偏器检偏器线偏振光线偏振光偏振片偏振片P明明. . . .自然光自然光线偏振光线偏振光.演示实验（演示实验（1）：自然光通过一个偏振片）：自然光通过一个偏振片自然光自然光.偏振片偏振片P明明. . . .自然光自然光线偏振光线偏振光.演示实验（演示实验（1）：自然光通过一个偏振片）：自然光通过一个偏振片自然光自然光.线偏振光线偏振光偏振片偏振片P明明. . . .自然光自然光线偏振光线偏振光.

9、演示实验（演示实验（1）：自然光通过一个偏振片）：自然光通过一个偏振片自然光自然光.线偏振光线偏振光偏振片偏振片P明明. . . .自然光自然光线偏振光线偏振光.演示实验（演示实验（1）：自然光通过一个偏振片）：自然光通过一个偏振片自然光自然光.自然光自然光线偏振光线偏振光偏振片偏振片P明明. . . .自然光自然光线偏振光线偏振光.演示实验（演示实验（1）：自然光通过一个偏振片）：自然光通过一个偏振片自然光自然光.检偏器检偏器偏振片偏振片P明明自然光自然光线偏振光线偏振光线偏振光线偏振光. . . .自然光自然光线偏振光线偏振光.演示实验（演示实验（1）：自然光通过一个偏振片）：自然光通过一

10、个偏振片现象：偏振片旋转过程中透射光的强度不变现象：偏振片旋转过程中透射光的强度不变. . . .起偏器起偏器P P检偏器检偏器Q Q自然光自然光线偏振光线偏振光偏振片偏振片偏振片偏振片2I0 20cos2I演示实验（演示实验（2）：偏振光通过旋转的）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化检偏器，光强发生变化. . . .起偏器起偏器P P检偏器检偏器Q Q自然光自然光线偏振光线偏振光演示实验（演示实验（2）：偏振光通过旋转的）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化检偏器，光强发生变化. . . .起偏器起偏器P P检偏器检偏器Q Q自然光自然光线偏振光线偏振光演示实验（演示实验（2）：偏

11、振光通过旋转的）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化检偏器，光强发生变化. . . .起偏器起偏器P P检偏器检偏器Q Q自然光自然光线偏振光线偏振光演示实验（演示实验（2）：偏振光通过旋转的）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化检偏器，光强发生变化. . . .起偏器起偏器P P检偏器检偏器Q Q自然光自然光线偏振光线偏振光演示实验（演示实验（2）：偏振光通过旋转的）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化检偏器，光强发生变化. . . .起偏器起偏器P P检偏器检偏器Q Q自然光自然光线偏振光线偏振光演示实验（演示实验（2）：偏振光通过旋转的）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变

12、化检偏器，光强发生变化. . . .起偏器起偏器P P检偏器检偏器Q Q自然光自然光线偏振光线偏振光演示实验（演示实验（2）：偏振光通过旋转的）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化检偏器，光强发生变化. . . .起偏器起偏器P P检偏器检偏器Q Q自然光自然光线偏振光线偏振光两偏振片的偏振化方向相互垂直两偏振片的偏振化方向相互垂直 光强为零光强为零演示实验（演示实验（2）：偏振光通过旋转的）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化检偏器，光强发生变化n1n2iSr析与解：析与解：090i r sinsininr3tan4i n 53i0例例3 3：在杨氏干涉实验装置的双缝后面各放置在杨氏干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片，若两个偏振片的透振方向相一个偏振片，若两个偏振片的透振方向相互垂直，则（互垂直，则（ ）A A、光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减、光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减小小 B B、光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增、光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增大大C C、干涉条纹消失，光屏上一片黑暗、干涉条纹消失，光屏上一片黑暗D D、干涉条纹消失，但仍有光射到光屏上。、干涉条纹消失，但仍有光射到光屏上。C C例例4：对光的偏振，以下认识哪些是正确对光的偏振，以下认