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,高中物理选修3-4鲁科版,第2讲 光的衍射 光的偏振 激光与全息照相,目标定位 1.观察光的衍射现象，认识衍射条纹的特点区分双缝干涉与单缝衍射的图样.2.知道产生明显衍射现象的条件.3.观察光的偏振现象，知道光是横波.4.知道自然光和偏振光的区别，知道偏振现象的一些应用.5.了解激光的特性和应用，知道全息照相的原理及特点,一、光的衍射 1衍射现象 (1)定义：光的传播绕到原来应该是 的范围之内的现象 (2)发生明显衍射现象的条件：只有当障碍物或孔的尺寸 光的波长时，衍射才是明显的 (3)衍射现象是 性最基本的表现之一,阴影,接近,波动,想一想 衍射现象明显就是衍射条纹更亮吗？ 答案 衍射现象明显是指光绕到阴影区域的范围更大，随着缝、孔的减小，衍射条纹的宽度增大，但条纹亮度减弱,2衍射对分辨本领的影响 光学仪器上用的透镜的直经越小，产生的衍射现象越明显，分辨本领就越 3衍射光栅 (1)定义：在两个螺杆上绷上许多平行的细金属线，或者在玻璃片上刻上许多均匀细槽的光学器件 (2)种类： 光栅和 光栅 (3)透射光栅衍射图样是 和 的共同结果 的结果使光栅衍射的亮条纹的宽度比单缝衍射时窄得多，明条纹又细又亮,低,透射,反射,单缝衍射,多缝干涉,多缝干涉,二、光的偏振 1偏振现象： (1)波的偏振：如果横波只沿着某一个 的方向振动，在物理学上就叫做波的偏振 (2)只有 才存在偏振 (3)偏振光：通过偏振镜的光,特定,横波,垂直,任何,均匀,一致,垂直,(3)起偏器和检偏器 起偏器：用于获得 的偏振片 检偏器：为了检查通过起偏器的光是不是 ，在起偏器后面再放的那一个偏振片 起偏器和检偏器都是偏振片,偏振光,偏振光,3偏振现象的应用：立体电影、照相机镜头前的偏振镜、检查应力的分布情况、 预报,地震,三、激光与全息照相 1激光及其特性 激光是 受激辐射产生的光，激光光束中所有光子都是相互关联的，它们的 一致、 一致、 一致、一致、 方向一致，所以激光具有 好、 强、 高等特点,原子,频率,相位,偏振方向,传播,单色性,方向性,亮度,2激光的应用 (1)在家中，CD、VCD、有线电视； (2)在联网的计算机上，收集图文信息、收发电子邮件、网上购物； (3)在医院里，治疗 、整容美容； (4)在军事领域，激光制导炸弹、 、跟踪目标、传递军事情报,疾病,测量距离,3激光与全息照相 (1)全息照相的原理 全息照相是应用光的 实现的 (2)全息照相与普通照相相比具有的突出特点： 观察再现的图象时，看到的三维立体图象和原来的物体几乎 发现一个物体部分被遮挡了，改变一下角度，就能观察到被遮挡的部分,干涉,一模一样,一张全息照片的大部分被损坏或丢失，只留下一小部分，从这一小部分照片 再现原物的全貌 可以在同一张底片上记录多张图象，再现时可以在不同的角度上分别观察到两个不同物体的像而 .,仍可,不互相干扰,一、对光的衍射的理解 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差不多，甚至比光的波长小 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,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521所示 图521,(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522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相间的圆环,图522,【例1】 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,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523所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是 ( ) 图523,Aa、b是光的干涉图样 Bc、d是光的干涉图样 C形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短 D形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短,答案 A,三、对光的偏振的理解 1偏振片上的“狭缝”表示透振方向，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,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】 (2014江苏高考)如图524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 ( ) 图524,AA、B均不变 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Q旋转时，只有与P的偏振方向一致时才有光透过Q，因此B点的光强有变化，选项C正确 答案 C,四、激光的应用 1利用激光通过光导纤维实现通信(利用激光的单色性好，便于调制) 2激光雷达测距、测速(方向性好，结合多普勒效应) 3DVD、CD唱机、电脑光驱(方向性好) 4医学上的“激光刀”、激光雕刻、激光切割、激光焊接、受控核聚变(能量集中及高能量) 5全息照相技术,【例4】 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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