第十三章第六节光的偏振

第五节光的衍射第六节光的偏振课标定位学习目标：1.认识光的衍射现象和偏振现象，知道光波是一种横波．2．知道光产生明显衍射的条件及衍射图样与波长、缝宽的定性关系．3．知道偏振光和自然光的区别，知道偏振现象的一些简单应用．重点难点：1.光发生明显衍射的条件．2．衍射条纹的特点及影响中央条纹宽度的因素．3．偏振光的特点．易错问题：对光的干涉、衍射的联系和区别认识不清．基础知识梳理一、光的衍射1．产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多．2．几种不同的衍射现象(1)单缝衍射①现象用平行单色光照射狭缝，当狭缝较____时，在屏上产生一条宽度与狭缝相当的亮线．当狭缝调至足够____时，屏上出现的亮线尽管亮度变暗，但宽度反而变宽了．当光在透过足够窄的狭缝时，会绕过缝的边缘传播到相当宽的地方．宽窄②衍射条纹的特点中央条纹最___、最____，离中央条纹越远，亮条纹的宽度越____，亮度越____.狭缝越窄，中央亮条纹越____.(2)小孔衍射①现象用点光源照射直径足够小的圆孔时，在屏上光能到达的范围会远远超过沿直线传播所应照明的区域．②衍射图样的特点明暗相间的_____条纹，中央为_____亮斑．宽亮窄小宽圆形较大(3)泊松亮斑——障碍物的衍射①现象用平行光照射一个不透光的小圆盘时，在圆盘阴影中心出现一个亮斑．②衍射图样特点圆形阴影中心有_____，与小孔衍射图样有明显区别．二、衍射光栅1．衍射光栅的结构：由许多______的狭缝______排列起来形成的光学仪器．2．衍射图样的特点：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度______，亮度_______.3．衍射光栅的种类：_____光栅、______光栅．亮点等宽等距离变窄增加反射透射三、光的偏振1．光的干涉和衍射现象说明光具有________，光的偏振现象说明光是______.2．偏振片：由特定的材料制成，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__________，偏振片对光波的作用就像狭缝对于机械波的作用一样．3．光的分类(1)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各个方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的______相同．波动性横波透振方向强度(2)偏振光：①自然光通过偏振片(叫做起偏器)之后，只有振动方向与偏振片的透振方向______的光波才能通过．也就是说，光通过偏振片后，在垂直于传播方向上，只沿着_____的方向振动．②平时看到的绝大部分光，都是不同程度的______，自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光和折射光都是______，入射角变化时______的程度也会变化．4．偏振现象的应用(1)照相机镜头前(2)数字式电子表、空调遥控器、数字式调谐收音机、计算器、数字多用表、带液晶显示的玩具等，它们的液晶显示器都用到了偏振现象．一致透振偏振光偏振光偏振核心要点突破一、三种衍射图样的特点比较1．单缝衍射图样(1)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．(2)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．(3)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．(2)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)、完全黑暗．(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)圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱．3．不透明的小圆板衍射图样(1)泊松亮斑图样中的亮环或暗环间距随半径增大而减小，如图13－5－1所示．图13－5－1(2)与圆孔衍射图样比较①均是明暗相间的圆形条纹，中心均有亮斑．②圆孔衍射图样中心亮斑较大，而泊松亮斑较小．③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．二、单缝衍射与双缝干涉的比较三、偏振现象1．横波、纵波的判定方法(1)直接看质点的振动方向与波传播方向的关系．若互相垂直，为横波；若在同一直线上，为纵波，这种方法适用于可看得见质点振动方向的机械波．(2)看波能否通过两个互相垂直且共线的“狭缝”，能通过两个“狭缝”的为纵波，不能通过的为横波．2．自然光和偏振光特别提醒:1.偏振现象在生活中非常普遍，并不是只有自然光通过偏振片后才变为偏振光，生活中除光源直接发出的光外，我们看到的绝大部分光都是偏振光，如自然光射到水面时的反射和折射光线，尤其是二者互相垂直时，都是典型的偏振光．2．只有横波能发生偏振现象，光是横波．课堂互动讲练类型一对光的衍射现象的认识例1对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是(

)A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比拟甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象否定了光的直线传播的结论D．光的衍射现象说明了光具有波动性【解析】光的干涉现象和衍射现象无疑地说明了光具有波动性，而小孔成像说明光沿直线传播，而要出现小孔成像，孔不能太小，光的直线传播规律只是近似的，只有在光的波长比障碍物小的情况下，光才可以看做是直进的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，它们是在不同条件下出现的两种现象，故上述选项中正确的是A、B、D.【答案】

ABD在单缝衍射实验中，下列说法中正确的是(

)A．将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B．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，衍射条纹间距变宽类型二发生明显衍射的条件例2【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；当光的波长