高中物理 4.6 光的衍射和偏振课件 粤教版选修3-4.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 一 光的衍射1 衍射现象 光通过很窄的缝或很小的孔时 光没有沿直线传播 而是绕过缝或孔的边缘传播到相当宽的地方的现象 2 衍射现象的分类 圆孔衍射 狭缝衍射 圆板衍射等 3 狭缝衍射条纹特点 衍射条纹是一些明暗相间的条纹 中央条纹最宽 最亮 离中央条纹越远 亮条纹的宽度越窄 亮度越低 4 光产生明显衍射现象的条件障碍物或小孔 狭缝的尺寸比波长小或跟波长相差不多 目标导航 预习导引 一 二 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 眼睛透过狭缝观察日光灯 会看到什么现象 改变狭缝的宽度 观察到的现象有何变化 提示会看到平行于日光灯的彩色衍射条纹 狭缝越窄 衍射条纹间距越大 亮度越小 目标导航 预习导引 一 二 二 光的偏振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 包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光 沿着各个方向振动的光波的强度都相同 2 偏振光 在垂直于传播方向的平面上 只沿着某个特定的方向振动的光 3 光的偏振现象 表明光是一种横波 目标导航 预习导引 一 二 2 光的偏振 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一 光的衍射衍射现象的分析方法1 用单色光照射狭缝 在狭缝较宽时 屏上出现一段亮条纹 且缝越窄 亮条纹也越窄 因为此时狭缝宽度比波长大很多 不会发生明显衍射 所以光沿直线传播到达光屏 当狭缝很窄时 屏中央出现一条比狭缝宽度大很多的亮条纹 两侧出现明暗相间 但间距和亮度不等的条纹 当狭缝更窄时 中央亮条纹更宽 两侧的亮条纹离中央亮条纹更远 产生了明显的衍射现象 2 用单色光照射小孔 随着圆孔的减小 屏上先后出现的是圆形亮斑 光源倒立的像 小孔成像 明暗相间的圆环 衍射图样 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 3 衍射条纹的产生 实质上是光波发生干涉的结果 即相干波叠加的结果 当光源发出的光照射到小孔或障碍物上时 小孔处看作有许多点光源 障碍物的边缘也可看成许多点光源 惠更斯原理 这些点光源是相干光源 发出的光相干涉 在光屏上形成亮暗相间的条纹 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 1 在我们生活中你观察到了哪些衍射现象 答案 雨天的晚上 透过眼镜片上的水滴看路灯 水滴边缘有衍射条纹 对着日光灯从窄缝中看到的彩色条纹 光照射到一个半径很小的圆板后 在圆板的阴影中心出现的亮斑 晚上眯着眼睛看月亮 星星 会在视网膜上形成衍射光斑等都是衍射现象 2 日常生活中我们难以观察到光的衍射 而为什么光沿直线传播却普遍存在 答案 可见光的波长范围是4 10 7 7 6 10 7m 由发生明显衍射的条件可知 障碍物或孔的尺寸都比光的波长大得多 所以光沿直线传播 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 例1 多选 关于光的衍射 下列说法正确的是 导学号51150072 A 衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果B 双缝干涉中也存在衍射现象C 一切光波都很容易发生明显的衍射现象D 影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实思路分析解答本题的关键是 1 明确不论干涉还是衍射都是光叠加的结果 2 明确产生干涉的条件 产生明显衍射的条件及影形成的原因 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 解析 衍射图样是很复杂的光波的叠加现象 选项A正确 双缝干涉中每条缝中透过的光自身必然发生衍射 因为它完全符合衍射的条件 选项B正确 发生明显的衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸比光波波长小或相差不多 选项C错误 影的存在与衍射条纹是光波在不同条件下的表现 选项D错误 答案 AB 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 多选 在单缝衍射实验中 下列说法中正确的是 A 将入射光由黄色换成绿色 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 衍射条纹间距变宽答案 ACD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 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 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 故选项A C D正确 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 二 光的偏振自然光和偏振光的比较 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 摄影师在拍摄池中的游鱼 玻璃橱窗里的陈列物时 为什么要在照相机镜头前装一片偏振滤光片 答案 摄影师拍摄时 由于水面和玻璃表面的反射光的干扰 景像不清楚 因为反射光是偏振光 照相机镜头前装一片偏振滤光片后 让它的透振方向与反射光方向垂直 就可以减弱反射光而使景像清晰 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 例2 关于光的偏振现象 下列说法中正确的是 导学号51150073 A 偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同B 自然光入射到水面时 反射光和折射光都是一定程度的偏振光C 光的偏振现象说明光是一种纵波D 照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用思路分析解答本题的关键是明确有关概念 即自然光在垂直于传播方向上沿一切方向振动且沿各个方向振动的光波强度都相同 而偏振光在垂直于传播方向的平面内 只沿某个特定方向振动 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 解析 偏振光在垂直于传播方向的平面内只沿某个特定的方向振动 选项A错误 自然光入射到水面时 反射光和折射光的振动方向不同 都是一定程度的偏振光 选项B正确 光的偏振现象说明光是一种横波 选项C错误 照相机镜头表面的镀膜是利用膜前后两束反射光的干涉现象来提高透过率的 选项D错误 答案 B 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 多选 如图所示 P是偏振片 P的透振方向 用带箭头的实线表示 为竖直方向 下列四种入射光束中 哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光 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解析 根据光的现象 只要光的振动方向不与偏振片的狭缝垂直 光都能通过偏振片 太阳光 沿竖直方向振动的光 沿与竖直方向成45 角振动的光均能通过偏振片 故A B D正确 知识链接 案例探究 思悟升华 单缝衍射和双缝干涉的异同点 知识链接 案例探究 思悟升华 多选 关于光的干涉 衍射及其应用 下列说法中正确的是 A 在光的干涉和衍射现象中 都呈现明暗相间的条纹或彩色条纹 因此干涉现象和衍射现象是相同的B 泊松亮斑是衍射现象C 阳光照射下 树影中呈现的一个个小圆斑是光的衍射现象D 激光防伪商标看起来是彩色的 这是光的干涉现象思路分析解答本题的关键是正确理解干涉 衍射及小孔成像 并能区分它们 解析 光的干涉和衍射虽然有很多共性 但属于不同的光现象 选项A错误 泊松亮斑是很小的圆斑 是光衍射产生的 选项B正确 阳光照射下 树影中呈现一个个小圆斑 属于小孔成像 选项C错误 激光防伪商标看起来是彩色的 是光的干涉引起的 选项D正确 答案 BD 知识链接 案例探究 思悟升华 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