光的衍射 光的偏振 激光+（2019）选择性必修第一册

第五章

第三节

光的衍射第四节

光的偏振第五节

激光水波的衍射障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多.光的衍射光的衍射光的衍射思考既然光也是一种波，那么应该也会产生衍射现象呀？为什么平时我们看到的光是沿的直线传播的？光能够绕过障碍物偏离直线传播的现象，衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样。2.光明显衍射条件：障碍物或孔的尺寸小于波长或者和波长差不多。1、光的衍射：3.单色光单缝衍射图样的特点：①条纹不等间距；②中央条纹亮而宽；③两侧条纹较暗较窄，对称分布。④波长一定时，单缝越窄，现象越明显，中央亮纹越宽越暗不同缝宽的单缝衍射①波长一定时，单缝越窄，中央条纹越宽，各条纹间距越大。(衍射越明显)②单缝不变时，波长越大，中央条纹越宽，各条纹间距越大。(衍射越明显)③白光的单缝衍射条纹为中央亮，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色．4.不同波长光的衍射图样：双缝干涉与单缝衍射图样有啥不同？3、干涉条纹与衍射条纹的区别

（1）干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱较慢。（2）衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。（双缝）干涉图样（单缝）衍射图样双缝间距越小，条纹间距越大单缝宽度越小，条纹间距越大（单色光）波长越小，条纹间距越小（单色光）波长越小，条纹间距越小单色光形成明暗条纹，白光形成彩色条纹单色光形成明暗条纹，白光形成彩色条纹三、圆孔、圆盘衍射ABS1、孔较大时——屏上出现清晰的光斑屏上出现光源倒立的像SAB小孔成像2、孔减小时——光沿直线传播S屏上出现衍射图样。AB光的衍射3、孔较小时——现象：在不透明很小的圆盘的阴影后面，中心出现了一个亮斑泊松(Simeon-DenisPoisson1781~1840)法国数学家、几何学家和物理学家

圆盘衍射不同点：①圆孔衍射中心亮斑较大,而泊松亮斑较小；③圆孔衍射的背景是黑暗的,而圆盘衍射图样中的背景是明亮的。②圆孔衍射亮环或暗环间距随半径增大而增大,圆盘衍射亮环或暗环间距随半径增大而减小；圆孔衍射圆盘衍射相同点：均是明暗相间的光环,中心均有亮斑衍射现象针尖狭缝圆孔圆屏五、光栅衍射光栅当光线从合适的角度照射到这个断面时，就会发生一种光学效应，叫做“反射式光栅衍射”。于是，你就能看到像彩虹一样的颜色，包括从绿色、黄色到红色的各种色泽。这种效应并非只有牛肉才有，其实猪肉、羊肉、驴肉、狗肉、鸡肉、鸭肉、鱼肉都可以出现。此外，这种现象通常出现在熟肉，而不是生肉。电脑光盘的彩色反光，来自螺旋形排列的凹槽反射光的衍射五、光栅衍射鸟类羽毛的彩色反光，昆虫翅膀、体表的反光等等都是来自微观结构上同向排列的羽毛纤维或鳞片产生的衍射效应。五、光栅衍射

在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，如果不戴这副眼镜，银幕上的图像就模糊不清了。这是为什么？问题：？偏振光的干涉和衍射说明光具有波动性，但光波是横波还是纵波？什么是横波？什么是纵波？

在横波中，质点振动方向总是垂直于波的传播方向.不同的横波振动方向可能不同在纵波中，质点振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上.一、偏振绳波振动方向与狭缝的方向平行时，传播正常；振动方向与狭缝方向垂直时，绳波经过狭缝后消失。这种现象叫做偏振现象1.偏振现象：在垂直于传播方向平面上，只沿着一个特定的方向振动的波叫波的偏振现象。2.偏振方向：横波的振动方向称为偏振方向。3.纵波不发生偏振现象一列纵波，以这列纵波的传播方向为轴，无论我们怎么旋转第二块木板，纵波都能通过。也就是说纵波不发生偏振现象。一种由高分子薄膜制成的光学器件，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着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”。实物示意图箭头表示透振方向1．偏振片：二、光的偏振太阳、电灯、普通光源发出的光包含了垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且各个方向振动的光波强度都相同，这种光叫自然光。偏振片P光的传播方向透振方向只有“振动”方向与透振方向一致的光才可以通过偏振片P。2．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动的光叫偏振光。PQ自然光偏振光起偏器检偏器P明甲P

Q乙明暗丙P

Q

自然光射到两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是90°，这时反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直。光振动垂直于纸面光振动在纸面内3.光是一种横波

除了太阳、电灯等光源直接发出的光以外，我们见到的绝大部分都是不同程度的偏振光，如自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光大部分都是偏振光。1.摄影镜头未加偏振片时拍摄的橱窗加偏振片时拍摄的橱窗（减弱反射光，使景象清晰）三、偏振现象的应用2、汽车

汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为了避免双方车灯的眩目，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。如驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45度角，那么，司机从前窗只能看到自已的车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，这样，汽车在夜间行驶时，即不用熄灯，可以保证安全行车。3、偏光太阳镜在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。4、立体电影偏振式3D技术是利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的，通过在显示屏幕上加放偏光板，可以向观看者输送两幅偏振方向不同的画面，当画面经过偏振眼镜时，由于偏振式眼镜的每只镜片只能接收一个偏振方向的画面，这样一来人的左右眼就会收到两组画面，最后经过大脑合成立体影像。1、相干性：激光是一种人工产生的相干光。相干性应用：光纤通讯、激光全息技术四、激光的特点及其应用应用：测距、测速、信息存储和阅读2、平行度非常好：从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散成直径lm多的光斑，因此激光在地面上传播时，可以看成是不发散的。手持式雷达测速仪手提激光测距仪3、亮度高：所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率，自然光源亮度最高的是太阳，而目前的高功率激光器，亮度可达太阳的1万倍。应用：工业切割、焊接；医学“光刀”；利用强激光产生的高压引发核聚变。氧化熔化激光切割

激发核聚变例1.对于单缝衍射现象，下列说法正确的是(

)A．缝的宽度d越小，衍射条纹越亮B．缝的宽度d越小，衍射现象越明显C．缝宽度d越小，光传播路线越接近直线D．入射光的波长越短，衍射现象越明显B二、单缝衍射例3.在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后,在光屏上得到如下四幅图样,关于光屏前传播方向上放置的装置,以下说法正确的是 ()A.甲是单缝、乙是双缝B.乙是双缝、丙是小圆孔C.丁是小圆孔、甲是双缝D.丙是小圆孔、丁是小圆板D例4、如图所示的4幅明暗相间的条纹，分别是红光、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).则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是()A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫B例1如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向看不到光亮，则（）A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D.以SP为轴将A转过90°后，在P处将看到光亮BD例2一种利用光纤温度传感器测量温度的装置如图所示，一束偏振光射入光纤，温度的变化使光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而导致偏振光的振动方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化。设起偏器和检偏器透振方向相同，关于这种温度计的工