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1、6光的衍射与偏振光的衍射与偏振7激光激光必必备知知识自主学自主学习关关键能力能力合作探究合作探究随堂演随堂演练自主自主检测课 标 要 求1.观察光的衍射现象，认识衍射条纹的特点2知道产生明显衍射现象的条件3观察光的偏振现象，知道自然光和线偏振光的区别4了解激光的特点和应用思 维 导 图必必备知知识自主学自主学习一、光的衍射1单缝衍射现象(1)当单缝_时，光沿着直线方向通过单缝，在光屏上可以看到一条跟单缝宽度相当的亮线或(亮斑)(2)把单缝调窄些，可以看到屏上亮线也随之_(3)当单缝调到很窄时，光通过单缝后就明显地偏离了_方向，在屏上出现的不再是一条很窄的亮线，而是扩展到了相当宽的地方，并且出现
2、了_的条纹；再调小单缝，条纹也随之变得清晰、细小较宽变细直线传播明暗相间2光的衍射按照直线传播的规律应该属于阴影的区域也会出现_；反之，应该属于亮区的地方也会出现_这种现象叫作光的衍射3衍射图样衍射时产生的_的图样叫作衍射图样亮条纹暗的区域明暗相间二、光的偏振1偏振：当狭缝的方向与绳的振动方向_时，绳上横波可以传过去；狭缝的方向与绳的振动方向_时，绳上的横波就不能通过了，这种现象叫作偏振2线偏振光：光_限在一个平面内的光3自然光：通常光源发出的光(包括太阳光)是由大量的、_不同的_组成，称为自然光4如果在自然光(如灯光、太阳光)传播的方向上放一偏振片，其中只有那些振动方向与偏振片透光方向_的成
3、分可以通过偏振片，于是就得到了_5光的偏振现象证明光是_波相同垂直振动的方向振动方向线偏振光平行线偏振光横三、激光激光的特性及应用特性应用强度大、方向性好、单色性好激光加工、激光医学相干性好、覆盖波段宽而且可调谐激光检测、激光全息照相、激光通信、激光照排举例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，会看到彩色的衍射条纹导学1观察教材中的图461和图462，比较圆孔的衍射和不透光圆板的衍射现象的区别导学2立体电影拍摄时是利用线偏振光，放映时也是利用线偏振光，戴的眼镜是偏振片关关键能力能力合作探究合作探究探究点一三种衍射图样特点的比较导学探究导学探究(1)让一束红光照射在游标卡尺
4、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的变化缝宽大约多大时屏幕上出现条纹？缝间距变小时，条纹有什么变化？(2)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？提示：(1)大约0.8mm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(2)会观察到中央为亮圆，周围为彩色的圆环归纳总结归纳总结1.单缝衍射图样(1)中央条纹最亮、越向两边越暗，条纹间距不等越靠外，条纹间距越小(2)缝变窄后通过的光变少，而光分布的范围更宽，亮纹的亮度降低(3)中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有关入射光波长越
5、大，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距就越大(4)用白光做单缝衍射时，中央亮条纹是白色的，两边是彩色条纹，中央亮条纹仍然最宽最亮2圆孔衍射图样(1)中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小(2)圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱(3)用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大(4)白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色同心圆环(5)只有圆孔足够小时才能得到明显的衍射图样，在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏依次得到几种不同的现象圆形亮斑(光的直线传播)、光源的像(小孔
6、成像)、明暗相间的圆环(衍射图样)、完全黑暗3不透明的小圆板衍射图样(泊松亮斑)(1)在圆板的阴影中心出现亮斑，在阴影外有明暗相间的圆环(2)泊松亮斑图样的亮环或暗环的距离随着圆板半径的增大而减小，而且背景是明亮的，如图所示典典例示范例示范例1某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图所示的衍射图样据此可以判断出()A甲是光线射到圆孔后的衍射图样，乙是光线射到圆板后的衍射图样B乙是光线射到圆孔后的衍射图样，甲是光线射到圆板后的衍射图样C甲、乙都是光线射到圆孔后的衍射图样，甲孔的直径较大D甲、乙都是光线射到圆板后的衍射图样，乙板的直径较大答案：A归纳总结归纳总结理解并牢记各种衍
7、射图样的特征(1)对于单缝衍射条纹的特征用十二个字概括：“中宽边窄”“中亮边暗”“中白边彩”其中“中白边彩”只适合于白光光源(2)各种衍射图样的形状不同，但图样的分布规律、影响因素都是类似的素养训练1观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，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：A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，本题的调整是将缝调宽，现象向相反的方向发展，A正确，B、C、D错误素养训练2
8、如图，a、b、c、d四个图样是两种单色光用同样的仪器形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点(黑色为亮条纹，a图样的亮纹间距比b图样大，c图样中央亮纹比d图样宽)可以得出的正确结论是()Aa、b是光的衍射图样，c、d为光的干涉图样Ba、b是光的干涉图样，c、d为光的衍射图样C形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短D形成b图样的光的波长比形成d图样的光的波长短答案：B探究点二自然光和偏振光的比较探究点二自然光和偏振光的比较导学探究导学探究取一根软绳，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
9、，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？归纳总结归纳总结1.偏振片上的“狭缝”表示透振方向，而不是真实的狭缝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3自然光和线偏振光自然光线偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过偏振片后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿所有方向，且沿各个方向振动的光强度都相同在垂直于
10、光的传播方向的平面内，光振动沿某一特定方向(与偏振片透振方向一致)举例太阳、电灯、蜡烛火焰等直接发出的光自然光在介质表面反射和折射形成的光典例示范典例示范例2(多选)如图所示，P是一偏振片，P的透振方向为竖直方向下列四种入射光束照射P时能在P的另一侧观察到透射光的是()A太阳光B沿竖直方向振动的光C沿水平方向振动的光D沿与竖直方向成45角振动的光答案：ABD素养训练3关于自然光和线偏振光，下列观点正确的是()A自然光能产生干涉和衍射现象，而线偏振光却不能B只有自然光透过偏振片才能获得线偏振光C自然光只能是白色光，而线偏振光不能是白色光D自然光和线偏振光都能使感光底片感光答案：D解析：振动沿各个
11、方向均匀分布的光是自然光，而振动沿着特定方向的光是线偏振光，但自然光和线偏振光都能发生干涉和衍射现象，A错误；光的偏振现象并不罕见，除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是线偏振光，B错误；光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向无关，C错误；自然光和线偏振光都具有能量，都能使感光底片感光，D正确素养训练4(多选)如图所示，电灯从S处发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则()A图中a光为线偏振光B图中b光为线偏振光C以SP为轴将B转过180后，在P处将看到光亮D以SP为轴将B转过90后，在P处将看到光亮答案：BD探究点三激光的特点及其应用归纳总结
12、归纳总结1.激光的产生激光是原子受激辐射产生的光，发光的方向、频率、振动方向均相同，两列相同激光相遇可以发生干涉2激光的特点(1)激光是人工产生的相干光，其单色性好，相干性好激光的频率单一，相干性非常好，颜色特别纯用激光做衍射、干涉实验，效果很好(2)激光的平行度好从激光器发出的激光具有极好的平行性，几乎是一束方向不变、发散角很小的平行光传播几千米后，激光斑扩展范围不过几厘米，而探照灯的光束能扩展到几十米范围(3)激光的亮度高激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量3激光的应用光纤通信；激光测距；激光读写；激光加工；激光手术(亦称光刀手术)；激光武器；在可控聚变反应中的应用典例示范典例
13、示范例3(多选)关于激光，下列说法正确的是()A激光是用人工方法激发出的一种特殊的光B自然界中某些天然物体也可以发出激光C激光可以像刀子一样切除肿瘤D由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象答案：AC解析：激光是用人工方法激发出的一种特殊的光，A正确，B错误；激光具有方向性好、亮度高、强度大等特点，可以像刀子一样切除肿瘤，C正确；激光是一种波，只要是波就能发生衍射现象，D错误素养训练5在演示双缝干涉的实验时，常用激光作光源，这主要是应用激光的什么特性()A亮度高B平行性好C单色性好D波动性好答案：C解析：频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光的单色性好，频率单一，通过双缝时能够得到两束相干
14、光，C正确随堂演随堂演练自主自主检测1下列现象中可以说明光是横波的是()A光的干涉现象B光的衍射现象C光的全反射现象D光的偏振现象答案：D解析：光能发生干涉和衍射现象，说明光是一种波，具有波动性；光的全反射现象，说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同的现象；光的偏振现象说明光的振动方向与传播方向垂直，即说明光是横波，所以正确选项为D.2(多选)下列说法正确的是()A当光的波长比圆孔的直径大时，可以产生明显的衍射现象B衍射现象的研究表明“光沿直线传播”只是一种近似规律C用平行的单色光垂直照射不透明的小圆板，在圆板的后面发现圆板阴影中心处有一亮斑，这是光的干涉现象D用平行的单
15、色光垂直照射一个刀片，发现屏上刀片的阴影的边缘模糊不清，这是光的衍射现象答案：ABD解析：当波长比障碍物的尺寸大或相差不多时，可以产生明显衍射现象，A正确；光沿直线传播是一种近似规律，B正确；泊松亮斑、刀片阴影边缘模糊都是光的衍射现象，C错误，D正确3在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样，下面四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是()Aa、cBb、cCa、dDb、d答案：D解析：单缝衍射条纹的特点是中央亮条纹最宽、最亮，双缝干涉条纹的特点是条纹间距相等且亮度相同，所以a是干涉条纹，b、d是单缝衍射条纹，c是水波的衍射图样，故D正确4(多选)关于激光的应用，下列说法正确的是()A光纤通信是应用激光相干性好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行信息传递的B计算机内用“磁头”可读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点来进行的C医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点答案：ABC5(多选)关于立体电影，以下说法正确的是()A观众戴上特制眼镜是为了防止伤害眼睛B这副眼镜其实就是一对透振方向互相垂直的偏振片C戴上特制眼镜的观众若只用一只眼睛看，则银幕上只是一片光亮而无图像D产生立体视觉是因为人的两只眼睛同时观察物体时，在视网膜上形成的像并不完全相同答案：BD
