《新课标教科版高二物理 3.4《光的衍射与偏振》课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新课标教科版高二物理 3.4《光的衍射与偏振》课件（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、三、光的衍射,红光波长最大，紫光波长最小,1、光的干涉图样有何特征？,2、不同颜色的光相邻条纹间距有何不同？,3、光的颜色由什么决定的呢？,干涉复习:,1、光的颜色是由电磁波的频率决定的 2、不同频率的色光在真空中波速相同，在介质中波速不同 3、同一色光在不同介质中，频率（颜色）不变，波长和波速都要改变 4、在同一介质中，频率越高，波速越小,规律归纳:,光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射现象呢？如果有衍射现象，为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象呢？,水波、声波都会发生衍射现象，它们发生衍射的现象特征是什么？,一、光的衍射：,一切波都能发生衍
2、射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多,取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，在缝后适当距离处放一个像屏 ,激光束,像屏,1、衍射的条件：,2、单缝衍射：,单缝衍射条纹的特征,（1）中央亮纹宽而亮,（2）两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗,3、图样特征：,观察下列衍射图样，分析衍射规律：,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，光波越长的（红光）中央亮纹宽，条纹间隔越大。,3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央白色条纹，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，内侧为紫色。,单缝衍射规律,4、
3、图样分析,A,B,S,（1）孔较大时屏上出现清晰的光斑,（2）孔较小时 屏上出现衍射花样,明暗相间的间距不等的同心圆环,5、圆孔衍射：,圆盘衍射,泊松亮斑,圆盘衍射,泊松亮斑：光照在一个不透明的小圆板上，光绕过板的边缘，在屏的中心叠加形成一个亮斑,明暗相间的间距不等的同心圆环，中心有一“泊松亮斑”,6、圆盘衍射：,3、其他衍射图样,泊松亮斑,圆屏衍射,圆孔衍射,钢针的衍射,圆孔的衍射花样,圆屏的衍射花样,几何光学,1818年，当法国物理学家菲汉耳提出光的波动理论时，著名数学家泊松根据菲涅耳的理论推算出：把一个不透光的小的圆盘状物放在光束中，在距这个圆盘一定距离的像屏上，圆盘的阴影中心应当出现一
4、个亮斑人们从未看过和听说过这种现象，因而认为这是荒谬的，所以泊松兴高采烈地宣称他驳倒了菲涅耳的波动理论，菲涅耳接受了这一挑战，精心研究，“奇迹”终于出现了，实验证明圆盘阴影中心确实有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑,光沿直线传播只是一个近似的规律。当光的波长比障碍物或孔的尺寸小得多时，可认为光是沿直线传播的，当光的波长与障碍物或孔的尺寸可以相比拟时将产生明显的衍射现象。,光的衍射现象再次证明光是一种波,对于单缝衍射现象，以下说法正确的是 ( ) 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缝的宽度d越小，光的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,例1
5、,在做单缝衍射实验中，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 E对着日光灯从两铅笔的缝中看到的色彩条纹,ACDE,例2,光的干涉现象和衍射现象都是光具有波动性的有力的实验证据它们都是由于光的叠加而产生的，但两者的条纹却有如下区别：双缝干涉的条数较多，明(或暗)条纹的间距相等，各亮条纹的亮度差别较小；单缝衍射的条纹的条数较少，明(或暗)条纹的间距不等，中央亮条纹最亮最宽，两侧亮条纹较暗较窄,二、双缝干涉与单缝衍射条纹的区别,下列现象属于干涉现象的是
6、_，属于衍射现象的是_，属于色散现象的是_ A雨后彩虹 B蝉翼翅膀上的彩色 C用力压紧玻璃板可看到彩色花纹 D眯起眼睛看灯丝，灯丝被拉长 E通过放大镜看物体，物体的边缘是彩色的,B、C,D,A、E,例3,使太阳光垂直照射到一块遮光板上，板上有可以自由收缩的正方形孔，孔的后面放置一个光屏，在正方形孔逐渐变小直至闭合的过程中，光屏上依次可以看到几种不同的现象，试把下列现象依次排列： A圆形光斑 B明暗相间的彩色条纹 C变暗消失 D正方形光斑 E正方形光斑由大变小,答案 :正确的顺序是：D、E、ABC 点拨:弄清光的直线传播规律，小孔成像的原理， 光波发生明显衍射现象的条件,例4,例5在下列关于双缝
7、干涉实验的说法中，正确的是:( ) A、将双缝间距变小，则干涉条纹宽度增大； B、在相同条件下，紫光的干涉纹较红光干涉纹宽； C、用遮光片遮住双缝中的一条狭缝，则光屏上仅出 现一条亮线； D、将红色与兰色滤光片插入两条狭缝中，然后用白光照射双缝，则屏上不会出现干涉条纹。,A D,例6点光源照射到一个障碍物，屏上所形成的阴影的边缘部分模糊不清，产生的原因是 A光的反射 B光的折射 C光的干涉 D光的衍射,答案：D 解析：光在传播过程中遇到障碍物，要发生衍射，进到阴影部分去，只是障碍物太大时，衍射现象不明显，所以只在障碍物影子边缘出现不太显著的衍射现象，使影子边缘的轮廓模糊不清,二、光的偏振,1.
8、横波与纵波的区别?什么是横波的偏振现象?,实验一:横波的偏振现象,取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，就在软绳上形成一列横波.,扁担进不了城门,结论：横波具有偏振现象， 纵波不具有偏振性。,2.什么是光的偏振现象?,实验二:让光源的光通过一片偏振片,结论:在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿任意方向振动的强度相同.,现象:偏振片无论如何转动,光线不会发生变化,.,.,.,.,.,检偏器,自然光,自然光通过旋转的检偏器，光强不变,.,.,.,.,.,检偏器,自然光,自然光通过旋转的检偏器，光强不变,.,.,.,.,.,检偏器,自然光,自然光通过旋转的检偏器，光强不变,.,.,.,.
9、,.,检偏器,自然光,自然光通过旋转的检偏器，光强不变,.,.,.,.,.,检偏器,自然光,自然光通过旋转的检偏器，光强不变,实验三:让光源的光通过用两片偏振片(起振器,检偏器),现象:光通过第一片偏振片后再转动第二片偏振片,光的强弱会发生变化,结论:光也会发生偏振,说明光是横波.,.,.,.,.,.,起偏器,检偏器,自然光,线偏振光,偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化,.,.,.,.,.,起偏器,检偏器,自然光,线偏振光,偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化,.,.,.,.,.,起偏器,检偏器,自然光,线偏振光,偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化,.,.,.,.,.,起偏器,检偏器,
10、自然光,线偏振光,偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化,.,.,.,.,.,起偏器,检偏器,自然光,线偏振光,偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化,.,.,.,.,.,起偏器,检偏器,自然光,线偏振光,偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化,两偏振片的偏振化方向相互垂直 光强为零,实验四:让光源的光通过用两片偏振片(起振器,检偏器),3.什么是自然光?自然光与偏振光的区别?,自然光:由光源(太阳、电灯等）直接发光 而来。 特点：包含着在垂直于传播方向上沿一切 方向振动的光，且各振动方向的光 强相等。,偏振光:在垂直于传播方向的平面内，只沿某一个方向振动的光。反射光都是偏振光。,（1）、太阳
11、、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 .,4.光波的偏振现象产生的原因,光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光光振动沿着特定方向的光就是偏振光,（2）自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之后，只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通过.也就是说，通过第一个偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动这种光叫做偏振光,4.光波的偏振现象产生的原因,(3)通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片（称为检偏器）时，如果两个偏振片的透振方向平行，那么，通过第一个偏振光的振动方向跟第二个偏
12、振片的透振方向平行，透射光的强度最大,4.光波的偏振现象产生的原因,(4)如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂直，偏振光不能通过第二个偏振片，透射光的强度为零,光的偏振证明光是一种横波。,4.光波的偏振现象产生的原因,光的偏振现象很常见除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光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,5.光波的偏振现象的应用,在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物的照片时，由于
13、水面或玻璃表面的反射光的干扰，常使景像不清楚如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰,偏振现象的应用：拍摄,在观察某些实物时，由于物体表面强烈的反射光的干扰看不清楚如果在戴上加了偏光镜的眼镜，使它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰,偏振现象的应用：偏光眼镜,偏振现象的应用：偏光眼镜,3D电影,1.如图所示，让太阳光通过遮光板M 中的小孔S ，在M的右方放一偏振片P ，P 的右方再放一光屏Q ，现以光的传播方向为轴逐渐旋转偏振片P ，关于屏Q 上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是 A、先变亮后变暗 B、先变暗后变亮 C、亮度不变 D、光先变暗后变亮，再变暗，再变亮,c,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度，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，然后又减少到零 B、透过偏振片的光强光增强，然后减少到非零的最小值 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,A,3：通过一块偏振片分别去观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板的光，当以入射光线为轴转动偏振片时，能够观察到光线强弱有变化的是 （ ） A、电灯 B、蜡烛 C、月亮 D、反光的黑板,CD,
