1、,第3讲 光的衍射与偏振 第4讲 激光,目标定位 1.知道光产生明显衍射现象的条件，了解几种不同衍射现象的图样. 2.能用衍射知识对生活中的现象进行解释和分析. 3.认识光的偏振现象，知道光是横波. 4.知道偏振光和自然光的区别，能用偏振知识来解释生活中的一些常见光学现象. 5.了解激光的特性及应用.,预习导学 梳理识记点拨,一、光的衍射 1.概念：光通过很小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了 方向，在屏上散开到相当大的范围，这种现象叫做光的衍射.,直线传播,2.衍射图像 (1)定义：衍射时产生的明暗条纹或 . (2)特点： 单色光：中央有一条 的条纹，两边是对称而的条纹，亮条纹的强度向两边 .
2、 白光：中央是一条 条纹，两边是很快减弱的 . 3.光的衍射现象进一步证明了光具有 性.,光环,较宽较亮,明暗相间,很快减弱,白,彩色条纹,波动,二、光的偏振 1.线偏振光：如果光振动的方向限在 ，这种光叫线偏振光. 2.自然光：通常光源发出的光(包括太阳光)是由大量的、 不同而互不相干的 组成的，称为自然光. 3.光的偏振现象进一步证实光是 波.,一个平面,振动方向,线偏振光,横,三、激光 1.激光的特殊性质： 、 、单色性好、覆盖波段宽而且可调谐. 2.激光具有广泛的应用：如激光 、激光全息照相、激光 、激光 、激光 、激光照排、光盘等.,强度大,方向性好,相干性好,加工,检测,通信,医学
3、,课堂讲义 理解深化探究,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，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，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄；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，光波波长大的中央条纹宽，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1所示.,图1,(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
4、中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑，衍射图样如图2所示.,图2,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.,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
5、间距也会变宽，D正确. 答案 ACD,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 如图所示的4种明暗相间的条纹，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(黑色部分表示亮纹).则在下面的四个图中，哪个图是蓝光形成的干涉图样( ),解析 双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距； 波长越短，条纹间距越小，故A是蓝光的干涉图样，C是红光的干涉图样； 单缝衍射条纹是中间亮且宽，越向两侧宽度越小越暗； 波长
6、越长，中央亮条纹越宽，故B、D是衍射图样； 因紫光比黄光波长短，所以B是紫光的衍射图样，D是黄光的衍射图样.选项A正确.,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.
7、(4)立体电影也利用了光的偏振原理.,例3 如图3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( ) A.A、B均不变 B.A、B均有变化 C.A不变，B有变化 D.A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P旋转时，透过Q的光的强度发生变化，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.激光加工、激光医学(强度大、能量高度集中). 2.激光雷达测距、测速、光盘(方向性好，结
8、合多普勒效应). 3.激光全息照相、激光检测(相干性好). 4.激光通信(覆盖波段宽而且可调谐).,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
9、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,对点练习 巩固应用反馈,1,2,3,4,光的衍射现象 1.光的衍射现象，下面说法正确的是( ) A.红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹 B.白光的单缝衍射图样是白暗相间的直条纹 C.光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射 D.光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射,1,2,3,4,解析 单色光照到狭缝上产生的衍射图样是明暗相间的直条纹.白光的衍射图样是彩色条纹.光照到不透明小圆盘上，在其阴影处出现亮点，是衍射现象.光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项中屏上大光斑的边缘模糊，正是光的
10、衍射造成的，不能认为不存在衍射现象. 答案 AC,1,2,3,4,单缝衍射与双缝干涉图样的比较 2.如图4所示，甲、乙为单色光通过窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样.下列判断正确的是(图中黑色表示亮条纹)( ),图4,A.甲为单缝衍射的图样 B.乙为双缝干涉的图样 C.甲为双缝干涉的图样 D.乙为单缝衍射的图样,1,2,3,4,解析 双缝干涉图样的条纹间隔是均匀的，单缝衍射的条纹是中间宽、两侧逐渐变窄，由此可见选项A、B正确. 答案 AB,1,2,3,4,光的偏振 3.鉴别奶粉的质量，奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量.偏振光通过糖的
11、水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度，这一角度称为“旋光度”，的值只与糖溶液的浓度有关，将的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了.如图5所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是( ),1,2,3,4,图5,1,2,3,4,A.到达O处光的强度会明显减弱 B.到达O处光的强度不会明显减弱 C.将偏振片B转动一个角度，使得O处光的强度仍为最大，偏振片B转过的角度等于 D.将偏振片A转动一个角度，使得O处光的强度仍为最大，偏振片A转过的角度等于,1,2,3,4,解析 自然光通过偏振片后得到垂直
12、于光的传播方向与偏振片的透振方向平行的偏振光，该偏振光经被测样品后，其偏振方向发生了偏转，即相对于光的传播方向向左或向右旋转一个角度，到达B的光的偏振方向与B的透振方向不完全一致，故O处光的强度会明显减弱，故A正确，B错误； 若将A或B转动一个角度，使得O处光的强度仍为最大，说明它们转过的角度等于，故C、D都正确.,答案 ACD,1,2,3,4,激光的应用 4.在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，这主要是应用激光的( ) A.强度大 B.方向性好 C.相干性好 D.覆盖波段宽且可调谐,1,2,3,4,解析 频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光具有高度的相干性，通过双缝时能够得到两束相干光.故本题的正确答案是C. 答案 C,
