知识讲解衍射偏振色散激光基础

编稿：审稿：如图所示，点光源S发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较宽，则光沿着直线，到AB上的圆孔较大时，光屏上出现图乙中所示的情形，无衍射现象发生；当AB上的圆孔很小时，光屏上出现图丙中所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环．用白光照射时，亮圆为白色，周围是彩色圆环．出圆板后面的应出现一个亮斑，这看起来是一个荒谬的结论，于是在同年，泊松在巴黎宣称他了的波动理论，并把这一结果当作的谬误提了出来但有人做了相应的实验，发现在圆板阴影的确实出现了一个亮斑，这充分证明了理论的正确性，后人把这个亮斑就小圆板衍射图样的有个亮斑——斑，图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而 条纹宽度不等，最、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；、衍射都有明暗相间的条如图所示是光经狭缝、小孔、小圆屏产生的衍射图样的．由图可见光经不同形状的物产生的衍射图样的形状是不同的；②圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大；③乙图背景是的，丙图背景是明亮的．光的和衍射现象说明光具有波动性，但不能由此确定光究竟是横波还是纵波E引起的．如果在波的方向上放一带狭缝的木板不管狭缝方向如何纵波都能自由通过狭缝对横波只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能毫无阻碍地通过狭缝；当狭缝的方向与质点的振动方向垂直时，横波就不能通过狭缝，这种现象叫做横波的偏振．如图所示．自然光介绍：、电灯等普通光源发出的光，包含着垂直于方向上沿一切方向振动的光，12l块偏振片叫起偏器；2块偏振片叫检偏器．好是90，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．用不同的单色光作双缝实验，得到的条纹之间的距离不一样，但都是明暗相间的单色条纹由△xLxxd如图所示，一束白光通过三棱镜后会扩展、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色组成的光谱． n红c由于介质中的光速v ，故折射率大的光速小，各种色光在介质中的光速依次为cnv紫v靛 v红，即红光的速度最大，紫光速度最小要点诠释：用单色光照射薄膜，看到的是明暗相间的条纹．用白光照射时，某一厚度的地方，是马的油膜和肥皂泡上的彩色条纹都是薄膜形成的．PBMN上放上底片还可以拍摄光谱．管C在目镜中形成一个标尺，以便对光谱进行定量研究．、用灯火焰和肥皂薄膜观察光的薄膜现象时观察者眼睛灯薄膜位置应如图所示注意：观察的是火焰经薄膜反射的像，像上会出现明暗相间的水平条纹．本实验成功的关键是膜一定、c14个波长，它们后就相互抵消

要点诠释：而入射光一般是白光，增透膜不可能使所有的单色光相消．由于人眼对绿光最敏感，一般生．激光是相干光，激光是人工产生的光我们做双缝实验时，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束通过光缆可以同时传送一百亿路和一千万套电视，同时通话还用不完它的通讯容量，，平行度非常好．与普通光相比相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距．现在利用激光测量地月距离精确度已达到1m．，读盘．激光的平行度很好，可以会聚到很小的一点，让会聚点照射DVD碟机、CD激光可以作为使用，用以击毁侦察，飞行的、飞机、车等．(利用激光的亮作为、衍射的光源．、衍射现象明显．(利用其单色性好例1（2015 的图样，那么物应是(黑线为暗纹)（ 【答案】【解析】用光照射很小的不透明圆板时后面会出现一亮点，A错误；用光照射很大的中间有大圆用光照射很大的中间有小圆孔的不透明的圆板时后面是明暗相间的衍射图样，DD。

课堂：光的衍射、偏振、色散、激光例1光灯管或线状白炽灯丝（灯管或灯丝都要平行于狭缝，可以看到（） 【答案】例2．关于光的衍射现象，下面说法正确的是( 的衍射现象只有明显与不明显之分。D项中屏上大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为 A、C、D三项正确．3．让烛光照射到一块遮光板上，板上有一个可自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢地由当三角形到一定程度时，屏上会出现倒立的烛焰的像，继续使三角形孔缓慢收缩，可以观察到小孔衍射图样；当孔闭合时，屏上就会一片．

课堂：光的衍射、偏振、色散、激光例2【变式】A、B两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象，其中图A是光的 涉或衍射）图象。由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径 【答案】衍射拨]由题意知是一个圆孔，而且条纹是不等间距的，所以A是衍射而不是。样的特点可以得出的正确结论是()．C．形成a图样的光的波长比形成bD．形成cd【答案】

xL可知，条纹宽的入射光的波长长，所以a图样的光的波长比bdCcdD

课堂：光的衍射、偏振、色散、激光例3的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是（） C．蓝紫红 【答案】【解析】题图中第1、3为图样，第2、4为衍射图样。1的波长较长，为红光，3为蓝光。2的波长短，为紫光，4为黄光。所以颜色顺序依次是红紫蓝黄。例5．如图所示，P是偏振片，P的透振方向(用带箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光？( D．沿与竖直方向成45沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45A、B、D正确．

课堂：光的衍射、偏振、色散、激光例5【变式1如图所示让光或白炽灯光通过偏振片P和Q以光的方向为轴旋转偏振片或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明（ C．光是一种纵 【答案】【变式2】两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以至没有光通过．如果将其中的一片旋转180，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象( 【答案】A．“对于方向向左或向右旋转一个角度，这一角度是()．A．到达OB．到达OCB转动一个角度，使得OB转过的角度等于DA转动一个角度，使得OA转过的角度等于【解析】自然光通过偏振片后得到垂直于光的方向与偏振片的透振方向平行的偏振光，该偏振光经被测样品后，其偏转方向发生了偏转，即相对于光的方向向左或向右旋转了一个角度，D两项都正确．7S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是()．B．在真空中a侧光的波长小于bC．三棱镜对a侧光的折射率大于对bD．在三棱镜中a侧光的速率大于b侧光的速【答案】B、bA项错误，B、C两确；又v＝c／n，所以三棱镜中a侧光的速率小于b侧光的速率，D项错误．A、D，原因是没有光线入射的方向或者说没有认真分析光线与三棱镜的对应关系，如果将三棱镜绕上底转180，就变为我们熟知的光的色散问题了． 期末试题）下面有关光的说法正确的是（A.雨后马的油渍呈现彩色条纹是光的现C.光是一种电磁波，能发生、衍射等现象，没有动量和能D.在折射率越大的介质中，光的速度越【答案】物质，能发生、衍射等现象，具有动量和能量，故选项C错误；选项D，由v=c/n可知，折射率DAB。例8．用如图所示的实验装置观察光的薄膜现象．图甲是点燃灯(在灯芯上洒些盐)，图现象是()．A．当金属丝圈旋转30时条纹同方向旋转B．当金属丝圈旋转45 条纹同方向旋转C．当金属丝圈旋转60 条纹同方向旋转D．条纹保持原来状态不【答案】的条纹保持原状态不变，D正确，A、B、C错误．【变式2】如图所示，把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气 A．条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结B．条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结【解析】根据薄膜的产生原理，上述现象是由空气膜前后表面反射的两列光叠加而成的，当的．当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C确．【总结升华】薄膜常用在科学技术上检查表面平整情况率小于b光的频率．图中哪个光路图可能是正确的?( 【答案】a光的频率小于ba光在玻璃中的折射率小于b光在玻璃中的折射率，B正确．DNA分子进行超微型修复，把令人类无奈的、遗传疾病彻底根除 单色