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1、第13章-5 6光的衍射、光的偏 振知识脉络5光的衍射6光的偏振I学习目标1知道光的衍射现象， 知道几种衍射现象的图 样.2. 理解光产生明显衍射 的条件.（重点）3. 知道光的偏振现象， 知道偏振是横波特有的 性质.（难点）4. 知道偏振光和自然 光，知道偏振光的应用光的衍射先填空1. 定义：光通过很小的狭缝（或圆孔）时，明显地偏离了直线传播的方向,在屏上应该出现阴影的区域出现明条纹或亮斑，应该属于亮区的地 方也会出现暗条纹或暗斑的现象.2. 衍射图象:衍射时产牛的明暗条纹或光 环.3. 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，其余条纹变窄
2、变暗；白光通过狭缝 时，在屏上岀现彩色条纹，中央为白条纹.4. 圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏幕 上会出现明暗相间的圆环.5. 泊松亮斑：障碍物的衍射现象.在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍 物，会发现在阴影中心有一个亮斑， 这就是著名 的泊松亮斑.6. 衍射光栅(1) 结构由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的 光学仪器.(2) 衍射图样特点与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮 度增加.再判断1. 白光通过盛水的玻璃杯，在适当的角度， 可看到彩色光，是光的衍射现象.（X ）2菜汤上的油花呈现彩色，是光的折射现 象.（X）3用两支圆柱形铅笔并在一起，形成一个 狭缝，使狭缝平行于日光灯
3、，会看到彩色的衍射 条纹.（V）后思考1 白光经单缝衍射和双缝干涉产生的条纹 有什么共同特点？【提示】 都是中央为白色条纹，两侧为彩 色条纹.2 光遇到小孔、单缝或障碍物时，衍射现 象可能发生，也可能不发生，这种说法对吗？【提示】 不对.光遇到小孔、单缝或障碍 物时，衍射现象只有明显与不明显之分， 无发生 与不发生之别.核心点击1. 产生明显衍射的条件障碍物的尺寸可以跟光的波长相近或比光 的波长还要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.由于 波长越长，衍射性越好，所以观察到声波的衍射 现象就比观察到光波的衍射现象容易
4、得多.2. 三种不同的衍射现象及特点(1)单缝衍射.现象：如图13-5-1所示，点光源S发出 的光经过单缝后照射到光屏上， 若缝较宽，则光 沿直线传播，传播到光屏上的 AB区域；若缝足 够窄，则光不再沿直线传播而是传到几何阴影 区，在AA BB 区出现亮暗相间的条纹，即发 生了衍射现象.,图 13-5-1单缝衍射图样的四个特点：a.中央条纹亮而宽；b .两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐 渐变窄，亮度逐渐减弱；c. 波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，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；d. 白光的单缝衍射条纹中央为白色亮条纹， 两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近白色亮
5、条 纹的内侧为紫色.(2)圆孔衍射.现象：圆孔衍射如图13-5-2所示，当挡板 AB上的圆孔较大时，光屏上出现如图 13-5-3甲 所示的情形，光沿直线传播，无明显衍射现象发 生；当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现如图13-5-3乙所示的衍射图样，出现亮、暗相间的 圆环.图 13-5-2图 13-5-3圆孔衍射图样的两个特点a.单色光的圆孔衍射图样中央亮圆的亮度 大外面是明暗相间的不等距的圆环.越向外， 亮环亮度越低.b 白光的圆孔衍射图样中央亮圆为白色， 周围是彩色圆环.(3)泊松亮斑一一障碍物的衍射现象. 现象：各种不同形状的障碍物也能使光发 生衍射，使影的轮廓模糊不清.若在单色光传播
6、途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影 中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑. 障碍物的衍射图样的特点.圆形阴影中心有一亮斑，与小孔衍射图样有明显区别.1 在单缝衍射实验中，下列说法正确的是()【导学号：23570108】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E. 条纹间距与单缝到屏的距离无关【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
7、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，E错误.【答案】ACD2如图13-5-4甲、乙所示，是单色光通过 窄缝后形成明暗相间的两种条纹图样 为单缝衍射的图样， 为双缝干涉的图样.图 13-5-4【解析】 甲图中的条纹宽度不等，中央宽, 两侧窄，应为单缝衍射图样乙图中的条纹等宽 等距，应为双缝干涉图样.【答案】甲乙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，从中央亮纹往两侧亮度
8、变化很小；而单缝衍射条 纹中央亮纹最亮，两侧的亮纹逐渐变暗.光的偏振先填空偏振现象只有沿偏振片的“透振方向” 振动的光波才能通过偏振片结论偏振现象表明光是一种横波偏振光的形成(1) 自然光通过偏振片后得到偏 振光(2) 自然光在介质表面反射时， 反射光和折射光都是偏振光偏振现(1)照相机镜头前象的应用 1 J 八、I 1_1 J/lj、1 j j(2)电子表的液晶显示再判断1.凡是波都有偏振现象.（x ）2 反射可以引起自然光的偏振.&）3. 拍摄水中游鱼时，在镜前装一偏振片是 利用光的偏振现象.（V）后思考1.自然光和偏振光的主要区别是什么？【提示】 在垂直于传播方向的平面内，自 然光沿所有
9、方向振动，偏振光沿某一特定方向振 动.2 .自然光经水面反射的光一定是偏振光吗？【提示】经水面反射和折射的光都是偏振 光.核心点击1.横波、纵波的判断方法直接看质点的振动方向与传播方向的关 系.若互相垂直为横波；若在同一直线上为纵 波.这种方法适用于看得见质点振动方向的机械 波.2.偏振片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，只有沿着这个方向振动的光波 才能通过偏振片，这个方向叫做透振方向.偏振 片对光波的作用就像狭缝对机械波的作用一样.3.自然光和偏振光的比较自然光偏振光成因从光源（如太阳、 电灯等）直接发 出的光自然光通过偏振片后 就变成了偏振光，反 射光、折射光均为偏
10、振光振动在垂直于传播 方向的平面内，在垂直于传播方向的 平面内，并且只有一方沿着各个方向个振动方向经 偏 振 片 后 现 象 比 较如上图所示，通 过偏振片后，自 然光就变成了 偏振光，转动偏 振片，偏振光的 亮度不变，但偏 振方向随之变 化振动如上图所示，偏振光 经偏振片后，若偏振 方向与透振方向平 行，屏亮；若垂直， 则屏暗；若介于两者 之间，则屏上亮度介 于两者之间并随偏振 方向与透振方向夹角 的增大而变暗.P和Q，在Q的后边放上光屏，如图13-5-5所示，则下列说法正确的是（）图 13-5-5A. Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变B. Q不动，旋转偏振片P,屏上光的亮度时强时弱C
11、. P不动，旋转偏振片Q,屏上光的亮度 不变D. P不动，旋转偏振片Q,屏上光的亮度时强时弱E. 偏振现象表明光是横波【解析】 P是起偏器，它的作用是把太阳 光（自然光）转变为偏振光，该偏振光的振动方向 与P的透振方向一致所以当 Q与P的透振方 向平行时，通过Q的光强最大；当Q与P的透 振方向垂直时，通过Q的光强最小.即无论旋转 P或Q,屏上的光强都是时强时弱.故正确答案 为 BDE.【答案】BDE4. 电子表的显示屏利用了液晶的旋光性， 当液晶上不加电压时，偏振光通过液晶时偏振方 向会旋转90这就是液晶的旋光性；如果在液 晶上加上电压，则旋光性消失.有一种电子表的 显示屏是透明的，而在显示数
12、字的笔画处不透 光，则上下两个偏振片的透振方向相互 ;笔画处为电极，因此加上电 压时变为的.【导学号：23570109】【解析】 假设光从下向上传播，光线通过 下偏振片时成为偏振光，如果不加电压，偏振光 通过液晶时偏振方向旋转90此时光线能透过 上偏振片，可知上偏振片的透振方向应与此时偏 振光的偏振方向相同，即与下偏振片的透振方向 垂直；组成数字的笔画处有时透明，有时不透明， 可知笔画处为透明电极，当加上电压时液晶旋光 性消失，光线不能透过.【答案】 垂直透明不透明5. 在拍摄日落时水面下的景物时，应在照 相机镜头前装一个偏振片，其目的是什么？【解析】 由于反射光的干扰，景物的像常 常比较模糊，装上偏振片的目的是减弱反射光， 且透振方向与反射光的振动方向垂直，但不能增 强透射光.【答案】 减弱反射光，从而使景物的像清 晰1.偏振片是由特定的材料制成的，每个偏 振片都有一个特定的方向，这个方向叫做透振 方向”，只有沿透振方向振动的光才能通过偏振 片.2.偏振片上的“狭缝”表示透振方向，而不是真实狭缝.3光的偏振现象说明光是一种横波.4.自然光透过偏振片可以变成偏振光.5当偏振片的偏振方向与光的偏振方向夹 角不同时，透过偏振片的光的强度不同.
