《光的衍射与偏振》参考课件3

第3节光的衍射与偏振核心要点突破课堂互动讲练课前自主学案课标定位

第3节学习目标：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．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．课标定位课前自主学案一、光的衍射1．单缝衍射现象(1)当单缝_____时，光沿着直线方向通过单缝，在光屏上可以看到一条跟单缝(或圆孔)宽度相当的_____．(2)把单缝调窄些，可以看到屏上亮线也随之_____．较宽亮线减小(3)当单缝调到很窄时，光通过单缝后就明显地偏离了__________方向，到达屏上以后，不再是一条很窄的亮线而是照到了相当宽的地方，并且出现了__________的条纹；再调小单缝，条纹也随之变得清晰、细小．2．光的衍射按直线传播应该出现_____的区域出现亮条纹或亮斑，应该出现______的地方出现暗条纹或暗斑的现象．3．衍射图像：衍射时产生的_________或光环．直线传播明暗相间阴影亮区明暗条纹二、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__________．3．线偏振光：光的__________限在一个平面内的光．4．自然光：通常光源发出的光是由大量的、__________不同而互不相干的________光组成．5．光的偏振现象证明光是___波．波动性横波透振方向振动方向振动方向线偏振横核心要点突破一、对衍射现象及图像特征的认识1．衍射现象当单色光通过很窄的缝或者很小的孔时，光离开了直线路径，绕到障碍物的阴影里，光所达到的范围会远远超过它沿直线传播所对应照明的区域，形成明暗相间的条纹或光环，这就是光的衍射现象．2．产生明显衍射的条件障碍物的尺寸跟波长相近或比光的波长还小时，能产生明显的衍射．对同样的障碍物，波长越长的光，衍射现象越明显；对某种波长的光，障碍物越小，衍射现象越明显．3．常见三种衍射图像的比较(1)单缝衍射图样的特点①中央条纹亮而宽．②两侧亮纹具有对称性，亮纹宽度逐渐变窄，亮度逐渐减弱．③波长一定时，单缝较窄的中央条纹较宽，各条纹间距较宽；单缝宽度不变时，光波波长较长的中央条纹较宽，各条纹间距较宽．④白光的单缝衍射条纹是中央为白色亮纹，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近白色亮纹的条纹内侧为紫色．(2)圆孔衍射图样的特点图5－3－1①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．如图5－3－1所示．②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，波长越长，中央圆形亮斑的直径越大．③同一种单色光，圆孔越小，中央亮斑半径越大，同时亮度越弱．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．(3)障碍物的衍射特点各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓模糊不清．若在单色光(如激光)传播途中放一个较小的圆形障碍物，会发现在影的中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑．形成泊松亮斑时，圆形阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环，亮环或暗环间距随半径的增大而减小．即时应用

(即时突破，小试牛刀)1.在一次观察光衍射的实验中，观察到如图5－3－2所示的清晰的明暗相间的图样，那么障碍物应是(黑线为暗线)(

)图5－3－2A．很小的不透明的圆板B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板C．很大的不透明的圆板D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板解析：选D.图样为清晰的衍射图样，故B错；图样中心为亮斑，说明障碍物为D；若为A，则中央有一个小亮点，亮点外为大暗环；若为C，则图样为大暗斑，只是边缘稍模糊．二、对偏振光的理解1．自然光与偏振光的比较自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光①自然光透过偏振片(起偏器)后的光；②自然光经过反射和折射后的光，如反射光和折射光的夹角为90°，则它们为偏振光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿所有方向，且沿各方向振动的光强度都相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某一特定方向2.获得偏振光的方法(1)让自然光通过一块偏振片(起偏器)(2)自然光射到两种介质的交界面上，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．特别提醒：(1)光的偏振现象表明光是一种横波．(2)平时我们所看到的光，除直接从光源射来的以外，绝大部分是偏振光．即时应用

(即时突破，小试牛刀)2.关于自然光和偏振光，下列说法正确的是(

)A．自然光能产生光的干涉现象和衍射现象，而偏振光却不能B．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光C．自然光只能是白光，而偏振光不能是白光D．自然光和偏振光都能使感光底片感光解析：选D.自然光和偏振光都产生干涉和衍射，都能使感光底片感光，A错，D对；光的偏振现象并不罕见，除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的光绝大部分都是偏振光，B错，光的颜色由光的频率决定，与光的偏振方向无关，C错．课堂互动讲练类型一衍射现象的分析例1

关于光的衍射现象，下列说法正确的有(

)A．只有当光的波长等于障碍物或小孔的尺寸时，才会产生光的衍射现象B．当光的波长大于障碍物尺寸时，完全不产生衍射现象C．发生小孔衍射时，若减小小孔直径，条纹变亮D．发生小孔衍射时，若略为增大小孔直径，条纹变亮【精讲精析】对A、B选项，没有很好地理解衍射的条件．光离开直线传播的路线进入障碍物的几何阴影里去的现象叫做光的衍射．任何障碍物都可以使光产生衍射，但当障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或小于光的波长时，将产生明显的衍射现象．现象明显了，才容易被观察到，所以衍射并不要求波长与障碍物或孔的尺寸一定相等．对选项C，没有正确理解产生明显衍射现象与衍射条纹亮度的关系，认为衍射越明显就是衍射条纹越亮，犯了想当然的错误．当发生小孔衍射时，孔径越小，衍射越明显(屏上衍射图样分布的范围越大)．但由于通过孔的光的能量少．故而图样将变暗．【答案】

D【方法总结】光遇到任何障碍物时都产生衍射现象，只是明显程度不同；衍射现象明显与否，并不是指条纹是否明亮，小孔越小，衍射现象越明显，但由于通过小孔的光的能量少，故而图样将变暗．类型二光的偏振现象的分析例2

两个偏振片紧靠在一起．将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过．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(

)A．透过偏振片的光强先增强，然后又减小到零B．透过偏振片的光强先增强，然后减小到非零的最小值C．透过偏振片的光强在整个过程中都增强D．透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强【精讲精析】起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过，偏振方向互相平行时，光强度最大，当一个偏振片转动180°的过程中，两偏振片的偏振方向会由垂直到平行再到垂直，所以透过的光强先增强，又减小到零．【答