2017_2018学年高中物理第五章光的波动性第34讲光的衍射与偏振激光课件教科版选修

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1、第3讲 光的衍射与偏振 第4讲 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 2衍射图像(1)定义:衍射时产生的明暗条纹或_,直线传播,光环,(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_白光:中央是一条_条纹,两边是很快减弱的_

2、 3光的衍射现象进一步证明了光具有_性,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_波,一个平面,振动方向,线偏振光,横,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.,强度大,方向性好,相干性好,加工,检测,通信,医学,1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

3、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,两侧的亮条纹逐渐变暗变窄;白光通过狭缝时,在屏上出现彩色条纹,中央为白条纹,一、对光的衍射的理解,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1所示,(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,这就是著名的泊松亮斑,衍射图样如图2所示中央是亮斑,圆板阴影的边缘是模糊的,在阴影外还有不等间距的明暗

4、相间的圆环,【例1】 (多选)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宽,D正确答案 ACD,1不同点,二、单缝衍射与双缝干涉的比较,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

5、果(2)都是波特有的现象,表明光是一种波,【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( ),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是蓝光的干涉图样,C是红光的干涉图样;单缝衍射条纹是中间亮且宽,越向两侧宽度越小越暗;波长越长,中央亮条纹越宽,故B、D是衍射图样;因紫光比黄光波长短,所以B是紫光的衍射图样,D是黄光的衍射图样选项A正确 答案 A,1偏振片上的“狭缝”表示透振方向,

6、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,三、对光的偏振的理解,3自然光和偏振光,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偏振原理,【例3】 如图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( )AA、B均不

7、变 BA、B均有变化CA不变,B有变化 DA有变化,B不变,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,透过Q的光的强度发生变化,因此B点的光强有变化,选项C正确 答案 C,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),四、激光的应用,【例4】 (多选)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,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,

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