《教科版高中物理选修（3-4）5.3-5.4《光的衍射与偏振 激光》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教科版高中物理选修（3-4）5.3-5.4《光的衍射与偏振 激光》ppt课件（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 高中物理 选修3 4 教科版 第五章光的波动性5 3 5 4光的衍射与偏振激光 目标定位 1 知道光产生明显衍射现象的条件 了解几种不同衍射现象的图样 2 能用衍射知识对生活中的现象进行解释和分析 3 认识光的偏振现象 知道光是横波 4 知道偏振光和自然光的区别 能用偏振知识来解释生活中的一些常见光学现象 5 了解激光的特性及应用 一 光的衍射1 概念 光通过很小的狭缝 或圆孔 时 明显地偏离了方向 在屏上散开到相当大的范围 这种现象叫做光的衍射 预习导学 直线传播 2 衍射图像 1 定义 衍射时产生的明暗条纹或 2 特点 单色光 中央有一条的条纹 两边是对称而的条纹 亮条纹的强度向两边 白
2、光 中央是一条条纹 两边是很快减弱的 3 光的衍射现象进一步证明了光具有性 预习导学 光环 较宽较亮 明暗相间 很快减弱 白 彩色条纹 波动 二 光的偏振1 线偏振光 如果光振动的方向限在 这种光叫线偏振光 2 自然光 通常光源发出的光 包括太阳光 是由大量的 不同而互不相干的组成的 称为自然光 3 光的偏振现象进一步证实光是横波 预习导学 一个平面 振动方向 线偏振光 三 激光1 激光的特殊性质 单色性好 覆盖波段宽而且可调谐 2 激光具有广泛的应用 如激光 激光全息照相 激光 激光 激光 激光照排 光盘等 预习导学 强度大 方向性好 相干性好 加工 检测 通信 医学 一 对光的衍射的理解1
3、 光产生明显衍射的条件障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长相比 甚至比光的波长小 2 衍射图样的特点 1 单缝衍射 单色光通过狭缝时 在屏幕上出现明暗相间的条纹 中央为亮条纹 中央条纹最宽最亮 两侧的亮纹逐渐变暗变窄 白光通过狭缝时 在屏上出现彩色条纹 中央为白条纹 课堂讲义 课堂讲义 波长一定时 单缝窄的中央条纹宽 各条纹间距大 单缝不变时 光波波长大的中央条纹宽 条纹间距大 2 圆孔衍射 光通过小孔 孔很小 时 在光屏上出现明暗相间的圆环 如图5 3 1所示 图5 3 1 课堂讲义 3 圆板衍射 泊松亮斑 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
4、名的泊松亮斑 衍射图样如图5 3 2所示 图5 3 2 中央是亮斑 圆板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 课堂讲义 例1 在单缝衍射实验中 下列说法正确的是 A 将入射光由黄光换成绿光 衍射条纹间距变窄B 使单缝宽度变小 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 课堂讲义 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 A C正确 当光的波长一定时 单缝宽度越小 衍射现象越明显 条纹间距越大 B错误 光的波长一定 单缝宽度也一定时 增大单缝到屏的距离 衍射条纹间距也会变
5、宽 D正确 答案ACD 课堂讲义 课堂讲义 2 相同点 1 都有明暗相间的条纹 条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果 2 都是波特有的现象 表明光是一种波 课堂讲义 例2 如图所示的4种明暗相间的条纹 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 则在下面的四个图中 哪个图是蓝光形成的干涉图样 课堂讲义 解析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 波长越短 条纹间距越小 故A是蓝光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样 C是红光 单缝衍射条纹是中间明亮且宽大 越向两侧宽度越小越暗 波长越长 中央亮条纹越宽
6、 故B D是衍射图样 因紫光比黄光波长短 所以B是紫光的衍射条纹 D是黄光 选项A正确 答案A 课堂讲义 三 对光的偏振的理解1 偏振片上的 狭缝 表示透振方向 而不是刻上的真实狭缝 2 只要光的振动方向不与透振方向垂直 都可以不同程度地通过偏振片 不过强度要比振动方向与透振方向平行的光弱一些 课堂讲义 3 自然光和偏振光 课堂讲义 4 偏振现象的应用举例 1 在摄影中的应用 在镜头前安装一片偏振滤光片 可以阻挡反射光进入镜头 2 电子表的液晶显示屏 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 夜晚行车时 车灯眩光的消除用的就是光的偏振原理 4 立体电影也利用了光的
7、偏振原理 课堂讲义 例3 如图5 3 3所示 白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q A点位于P Q之间 B点位于Q右侧 旋转偏振片P A B两点光的强度变化情况是 A A B均不变B A B均有变化C A不变 B有变化D A有变化 B不变 图5 3 3 课堂讲义 解析白炽灯光包含各方向的光 且各个方向的光强度相等 所以旋转偏振片P时各方向透射光强度相同 故A点光的强度不变 白炽灯光经偏振片P后为偏振光 当P旋转时 只有与Q的偏振方向一致时才有光透过Q 因此B点的光强有变化 选项C正确 答案C 课堂讲义 四 激光的应用1 激光加工 激光医学 强度大 能量高度集中 2 激光雷达测距 测速 光盘 方
8、向性好 结合多普勒效应 3 激光全息照相 激光检测 相干性好 4 激光通信 覆盖波段宽而且可调谐 课堂讲义 例4 下列说法正确的是 A 激光可用于测距B 激光能量十分集中 只可用于加工金属材料C 外科研制的 激光刀 可以有效地减少细菌的感染D 激光可用于全息照相 有独特的特点 课堂讲义 解析激光平行度好 即使在传播了很远的距离之后 它仍保持一定的强度 此特点可用于激光测距 选项A正确 激光的亮度高 能量十分集中 可用于金属加工 激光医疗 激光美容 激光武器等 选项B错误 激光具有很高的相干性 可用于全息照相 由于它记录了光的相位信息 所以看起来跟真的一样 立体感较强 选项D正确 由于激光亮度高 能量大 在切割皮肤的同时 也能杀灭细菌 所以选项C正确 答案ACD
