高中物理(新教材)选修1课件2：4 5 4 6 光的衍射 光的偏振 激光 人教版

5光的衍射6光的偏振激光第4章光光也是一种波，为什么在日常生活中我们观察不到光的衍射，而且常常说“光沿直线传播”呢？新课导入课堂探究一、光的衍射

2、明显衍射的条件障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。3、物理意义光的衍射现象进一步证明光是一种波。1、光的衍射：

光离开直线路径绕过障碍物，到达阴影里的现象叫做光的衍射现象。二、单缝衍射

缝较宽时缝宽大约等于波长时对衍射现象的研究表明，光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的，在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象不明显，也可以近似认为光是沿直线传播的。激光束1、单缝衍射条纹特征A、中央亮纹宽而亮．B、两侧条纹亮纹较窄、较暗，且有对称性．2、干涉条纹与衍射条纹的区别干涉：等间距明暗相间条纹。衍射：中央亮纹较宽，两边是对称明暗相间的条纹，条纹宽度不等，间距不等。不同缝宽的单缝衍射不同色光的单缝衍射1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大．2、单缝不变时,光波波长大的(红光)中央亮纹越宽,条纹间隔越大．3、其他条件不变，缝离光屏越远，条纹越宽．4、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮条纹为白色,两侧为彩色条纹,且外侧呈红色,内侧为紫色．ABS1、孔较大时——屏上出现清晰的光斑三、圆孔衍射

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——光遇到不透明的障碍物会出现什么情况呢？光是否可以绕过障碍物呢，跑到影子里面去呢？

四、圆板衍射（泊松亮斑）

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，历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．实验：在光束中放一个不透明圆盘现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。泊松亮斑不同点：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,中心均有亮斑例1在一次观察光的衍射实验中,观察到如图所示的清晰的明暗相间的图样,那么障碍物是下列给出的(

)A.很小的不透明圆板B.很大的不透明圆板C.很大的中间有大圆孔的不透明挡板D.很大的中间有小圆孔的不透明挡板解析

用光照射很大的中间有小圆孔的不透明挡板时出现明暗相间的衍射图样,即题图中所示图样,故D正确。答案

D典例精析例1在一次观察光的衍射实验中,观察到如图所示的清晰的明暗相间的图样,那么障碍物是下列给出的(

)A.很小的不透明圆板B.很大的不透明圆板C.很大的中间有大圆孔的不透明挡板D.很大的中间有小圆孔的不透明挡板解析

用光照射很大的中间有小圆孔的不透明挡板时出现明暗相间的衍射图样,即题图中所示图样,故D正确。答案

D典例精析例2如图所示为红光、蓝光分别通过单缝、双缝所呈现的图样,则(

)A.甲为蓝光的衍射图样

B.乙为红光的干涉图样C.丙为红光的衍射图样

D.丁为蓝光的干涉图样典例精析解析

单缝衍射条纹是中间明亮且宽大,越向两侧宽度越小越暗,而波长越大,中央亮条纹越粗,故甲、乙是衍射图样,且甲图为红光的单缝衍射图样,乙图为蓝光的衍射图样,故A、B错误;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,故丙、丁是双缝干涉现象,根据双缝干涉条纹间距Δx=λ可知,波长越大,条纹间距越大,故丙图为红光的干涉图样,丁图为蓝光的干涉图样,故C错误,D正确。答案

D五、光的偏振

1.偏振片: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），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片．偏振片对光波的作用就像上图中的狭缝对于机械波的作用一样。（1）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，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同．这种光叫做自然光。2.自然光与偏振光（2）在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动的光，这种光叫偏振光。PQ自然光偏振光P叫起偏器Q叫检偏器(1)当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变。(2)当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱。(3)当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零。3.实验：结论：横波只沿着某一个特定的方向振动，称为波的偏振。只有横波才有偏振现象。六、偏振现象的应用1.拍摄2.立体电影人的左右眼视角不同视网膜上呈现稍有差异的图像经大脑处理产生立体视觉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.电子表的液晶显示屏例3在拍摄日落时分水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振片,其目的是(

)A.减少阳光在水面上的反射光B.阻止阳光在水面上的反射光进入照相机镜头C.增强光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度D.减弱光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度典例精析解析

日落时分的阳光照射到水面上时,反射光很强,照相机镜头对着水面时,进入镜头的光线既有阳光经水面的反射光,又有由水中折射入空气的折射光。前者光线进入镜头得到实际景物在水中的倒影的像,而后者光线进入镜头得到的才是水下景物的像,两者在同一底片上相互干扰,使图像模糊不清。若在镜头上安装一偏振片,转动偏振片方向使其透振方向与反射光的偏振方向垂直,即可最大限度地阻止反射光进入镜头,增强图像的清晰度。答案

B七、激光1958年，贝尔实验室的汤斯和肖洛发表了关于激光器的经典论文，奠定了激光发展的基础。1960年，美国加利福尼亚州休斯航空公司实验室的研究员梅曼发明了世界上第一台红宝石激光器。1965年，第一台可产生大功率激光的器件——二氧化碳激光器诞生。1967年，第一台Ｘ射线激光器研制成功。梅曼（TheodoreHaroldMaiman1927-2007）1.激光的发展史（1）相干性应用：光纤通讯、激光全息技术2.激光的特性及应用（2）平行度好：测距、测速（激光雷达测速）、信息存储和阅读（DVD、CD唱机、计算机光盘2.激光的特性及应用（3）亮度高（能量高）：工业切割、焊接；医学“光刀”、焊接；利用强激光产生的高压引发核聚变2.激光的特性及应用例4(多选)关于激光,下列说法正确的是(

)A.激光是用人工方法激发出的一种特殊的光B.自然界中某些天然物体也可以发出激光C.激光可以像刀子一样切除肿瘤D.由于激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象解析

激光是用人工方法激发的一种特殊的光,具有很强的相干性,故选项A正确;普通光源发出的光是自然光,故选项B错误;医用光刀利用激光方向性好、亮度高、能量强等特点切除肿瘤,故选项C正确;激光是一种特殊的光,光的一切规律都可以直接应用于激光,故选项D错误。答案

AC典例精析备用工具&资料（3）亮度高（能量高）：工业切割、焊接；医学“光刀”、焊接；利用强激光产生的高压引发核聚变2.激光的特性及应用（1）相干性应用：光纤通讯、激光全息技术2.激光的特性及应用课堂探究一、光的衍射

2、明显衍射的条件障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。3、物理意义光的衍射现象进一步证明光是一种波。1、光的衍射：

光离开直线路径绕过障碍物，到达阴影里的现象叫做光的衍射现象。二、单缝衍射

缝较宽时缝宽大约等于波长时对衍射现象的研究表明，光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的，在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象不明显，也可以近似认为光是沿直线传播的。不同缝宽的单缝衍射不同色光的单缝