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1、第十三章,5 光的衍射 光的偏振,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,一、光的衍射,让一束激光照射在游标卡尺两个卡脚之间的缝上，逐渐减小两个卡脚之间的距离，使缝越来越小，观察照在屏幕上光斑现象的变化.缝宽大约多大时屏幕上出现条纹？缝间距越小时，条纹有什么变化？用针尖在一张厚纸上扎一个很小的小孔，用眼睛通过小孔观察太阳光，会观察到什么现象？,答案,答案 大约0.4 mm时会出现条纹，当缝间距变小时，屏幕上条纹间距逐渐变宽，但亮度逐渐减弱.会观察到中央为亮圆，周围为彩色的圆环.,对光的衍射的认识 1.光的衍射 当光照射到孔或障碍物上时，光_ 的现象，叫做光的衍射现象. 2.光产生明显
2、衍射现象的条件 当障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长 ，甚至比光的波长 的时候，就会产生明显的衍射现象.,离开直线路径绕到孔或障碍物的阴影里去,相比,还小,3.衍射图样的特点 (1)单缝衍射图样的特点： 中央条纹 ，两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐渐 ，亮度逐渐 . 光的波长一定时，单缝窄的中央条纹 ，条纹间距 ；单缝不变时，光波波长大的中央条纹 ，条纹间距 . 白光的单缝衍射条纹是中央为 ，两侧为 .,亮而宽,变窄,减弱,大,宽,大,白色亮条纹,彩色条纹,宽,(2)圆孔衍射图样的特点： 单色光的圆孔衍射图样中央亮圆的亮度高，外面是明暗相间的_ (填“等距”或“不等距”)的圆环，越向外，亮环亮
3、度越 . 白光的圆孔衍射图样中央亮圆为 ，周围是 圆环. (3)泊松亮斑：障碍物的衍射现象 在单色光传播途中，放一个较小的不透光的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个 ，这就是著名的泊松亮斑. 图样特点：中央是一个亮斑，圆形障碍物阴影的边缘模糊，阴影外边有明暗相间的圆环.,不等距,低,彩色,白色,亮斑,判断下列说法的正误. (1)光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论.( ) (2)光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据.( ) (3)衍射条纹图样是光波相互叠加的结果.( ) (4)光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射.( ) (5)光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，
4、不存在光的衍射. ( ),二、光的偏振,1.取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，软绳上形成一列横波，质点在竖直平面内沿着上下方向振动.如果手持绳的一端左右抖动，会在绳上形成另一列横波，质点在水平面内沿着左右方向振动. 现在让软绳穿过一块带有狭缝的木板.分别将狭缝与振动方向平行放置及与振动方向垂直放置，观察发生的现象(如图1甲、乙所示). 如果将这根软绳换成细软的弹簧， 前后推动弹簧形成纵波，观察发 生的现象(如图丙所示). 这两种现象说明什么？,图1,答案,答案 当机械波是横波时，若质点的振动方向与狭缝平行，则机械波能透过狭缝传播，反之则不能透过狭缝传播.对纵波而言，不管什么情况，
5、纵波总能透过狭缝传播.,2.如图2所示，取一个偏振片P，让阳光通过偏振片P，在P的另一侧观察，可以看到偏振片是透明的；在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片Q，会看到什么现象？这说明什么？,图2,答案 会看到在旋转Q时光的亮度发生变化. 偏振片的作用类似于导学探究1中狭缝的作用，只有振动方向与透振方向一致的光才能通过.当偏振片Q与P的透振方向平行时，穿过Q的光最强；当Q与P的透振方向垂直时，光不能透过Q.,答案,对偏振现象的认识 1.自然光和偏振光 (1)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于_上沿 方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的 都相同，
6、这种光叫自然光. (2)偏振光：在垂直于传播方向的平面上， 的光叫偏振光.平时看到的绝大部分光，都是不同程度的 ，自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是 ，入射角变化时 的程度也有变化.,传播方向,一切,沿着某个特定的方向振动,强度,偏振光,偏振光,偏振,2.偏振片和透振方向 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 振动的光波才能顺利通过偏振片，这个方向叫做“透振方向”. 3.光的偏振现象表明光是一种 波.,这个方向,横,判断下列说法的正误. (1)偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同.( ) (2)自然光通过偏振片后成为偏振光.( ) (3)除了
7、从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光.( ) (4)如果偏振片的透振方向与偏振光的振动方向垂直，偏振光不能透过偏振片.( ) (5)光的偏振现象说明光是一种纵波.( ),题型探究,1.衍射现象是否明显方面：入射光波长越大，障碍物、小孔和狭缝的尺寸越小，衍射现象越明显. 2.衍射条纹的亮度方面：小孔和狭缝的尺寸越小，衍射条纹的亮度越小.,一、光的衍射,例1 对于单缝衍射现象，下列说法正确的是 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,解析 单缝宽度越小，衍射条纹的亮
8、度越小，选项A错； 入射光的波长越长，单缝宽度越小，衍射现象越明显，选项B对，D错； 缝的宽度d越小，光没有沿直线传播，而是绕过了缝的边缘，传播到相当宽的地方，C错.,解析,答案,针对训练1 观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2 mm逐渐增大到0.8 mm，看到的现象是 A.衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显 B.衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显 C.衍射条纹的间距不变，只是亮度增强 D.以上现象都不会发生,答案,解析,解析 由单缝衍射实验的调整与观察可知，狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，条纹间距也越大，本题是将缝调宽，现象向相反的方向变化，故选项A正确，B、C、D
9、错误.,二、单缝衍射与双缝干涉的比较,1.不同点,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.,例2 如图3所示的四幅明暗相间的条纹，分别是红光、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(黑色部分表示亮条纹).则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是 A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄 C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫,答案,解析,图3,解析 双缝干涉条纹平行等距，且波长越大，条纹间距越大，而红光波长大于蓝光波长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；又由于黄光波长比紫光波长大，故
10、第四幅图为黄光的衍射图样，第二幅图为紫光的衍射图样.,区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法 1.根据条纹的宽度区分：双缝干涉的条纹是等宽的，条纹间的距离也是相等的；而单缝衍射的条纹，中央亮条纹最宽，两侧的条纹变窄. 2.根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央亮条纹往两侧亮度变化很小；而单缝衍射条纹中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗.,针对训练2 关于光的干涉和衍射现象，下列说法正确的是 A.光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理 B.光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是黑白相间的 C.光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象不能说明这一点 D.光的干涉和衍射现象都是光波叠
11、加的结果,答案,解析,解析 光的干涉现象和光的衍射现象都是波的特有现象，都是光波叠加的结果，白光的干涉条纹是彩色的，白光的衍射条纹也是彩色的，只是条纹间距特点及亮度特点不同而已.,三、光的偏振,1.当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向平行时，透射的光最强；当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向垂直时，光不能穿过偏振片. 2.当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向既不平行也不垂直时，则仍会有部分光透过偏振片，只是透过的光的强度介于平行和垂直两种情况之间.,例3 两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯前面，有光通过，如果将其中一片旋转180，在旋转过程中可能会产生哪种现象 A.透过偏振片的光强先增强，
12、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,答案,解析,解析 旋转其中一个偏振片时，根据两个偏振片的透振方向平行时光强最强，透振方向垂直时光强最弱的原则，可知旋转其中一个偏振片时，光强的变化可能出现先增强，再减弱，然后又增强的现象，也可能出现先减弱，后增强，再减弱的现象.,达标检测,1.(多选)在单缝衍射实验中，下列说法正确的是 A.其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄 B.其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄 C.其他条件不变，换用波长较长的光照射，衍射
13、条纹间距变宽 D.其他条件不变，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽,1,2,3,4,答案,解析,解析 当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，条纹间距也越大，黄光波长大于绿光波长，所以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，衍射条纹间距会变宽，B错误； 当光的波长一定，单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距会变宽，D正确.,1,2,3,4,2.(多选)(2016宁波效实中学高二第二学期期中)做单缝衍射实验和双缝干涉实验时，用激光比普通光源效果更好，图象更清晰.如图4所示，如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换
14、，在电脑上看到光强的分布情况.下列说法正确的是 A.做单缝实验时，光强分布图如乙所示 B.做单缝实验时，光强分布图如丙所示 C.做双缝实验时，光强分布图如乙所示 D.做双缝实验时，光强分布图如丙所示,1,2,3,4,答案,图4,3.(2016嘉兴一中高二第二学期期中)让太阳或白炽灯光通过偏振片P和Q，如图5所示，此时可在屏上看到明显的亮光.以光的传播方向为轴旋转下列仪器，最有可能看到操作前后因透射光的强度发生变化，引起光屏亮度改变的是 A.沿光的传播方向看P顺时针转动90 B.沿光的传播方向看P顺时针转动180 C.沿光的传播方向看光源顺时针转动90 D.沿光的传播方向看光屏顺时针转动180,答案,1,2,3,4,图5,4.光的偏振现象说明光是横波.下列现象中不能反映光的偏振特性的是 A.一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片， 透射光的强度发生变化 B.一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间 的夹角恰好是90时，反射光是偏振光 C.日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以 使影像更清晰 D.通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹,1,2,3,4,答案,解析,解析 通过手指间的缝隙观察日光灯看到彩色条纹是由于光的衍射形成的，与偏振无关，应选D.,1,2,3,4,
