光的衍射和偏振习题

光的衍射和偏振习题
光的衍射和偏振习题

光的衍射和偏振习题

班级 姓名 学号 成绩

一、选择题

1、根据惠更斯-菲涅耳原理,若已知光在某时刻的波阵面为S ,则S 的前方某点P 的光强决定于波阵面上所有面元发出的子波各自传到P 点的 【 】

(A )振动振幅之和 (B )相干叠加 (C )振动振幅之和的平方 (D )光强之和 2、在单缝衍射实验中,缝宽mm a 2.0=,透镜焦距m f 4.0=,入射光波长nm 500=λ,则在屏上中央亮纹中心位置上方mm 2处是亮纹还是暗纹?从这位置看去可以把波阵面分为几个半波带? 【 】

(A )亮纹,3个半波带 (B )亮纹,4个半波带 (C )暗纹,3个半波带 (D )暗纹,4个半波带

3、在单缝夫琅禾费衍射实验中,若增大缝宽,其他条件不变,则中央明条纹【 】

(A) 宽度变小. (B) 宽度变大.

(C) 宽度不变,且中心强度也不变. (D) 宽度不变,但中心强度增大.

4、某元素的特征光谱中含有波长分别为λ1=450 nm 和λ2=750 nm (1 nm =10-9 m)的光谱线.在

光栅光谱中,这两种波长的谱线有重叠现象,重叠处λ2的谱线的级数将是【 】

(A) 2,3,4,5 ... (B) 2,5,8,11... (C) 2,4,6,8 ... (D) 3,6,9,12...

5、一束单色光垂直入射在光栅上,当光栅常数)(b a +为下列

级?【 】

哪种情况时(a 为缝宽),9,6,3=k 等主极大缺

a

b a

4=

+

(A )a b a 2=+ (B )a b a 3=+ (C )(D )a b a 6=+

6、自然光从空气连续射入介质A 和B ,光入

射角

600=i 时得

到的反射光A R 和B R 都是完全偏振光(振动方向垂直入射面),由此可知,介质A 和介质B 的折射率之比为【 】

(A )31

(B )3 (C )21 (D )12

7、一束光强为0I 的自然光,相继通过三个偏振片1P 、2P 、3P 后出射光强为80I 。已知1P 和

3P 的偏振化方向相互垂直。若以入射光线为轴旋转2P ,要使出射光强为零,2P 至少应转过的角度

是【 】

(A )

30 (B )

45 (C )

60 (D )

90

8、自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上,反射光是【 】

(A) 在入射面内振动的完全线偏振光. (B) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光.

(C) 垂直于入射面振动的完全线偏振光. (D) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光. 二、填空题

1、惠更斯引入了 的概念提出了惠更斯原理,菲涅耳再用 的思想补充了惠更斯原理,发展了惠更斯-菲涅耳原理。

2、光的干涉和衍射现象反映了光的 性质,光的偏振现象说明光波是 。

3、用波长λ=632.8nm(1nm=10-9

m) 的平行光垂直入射在单缝上,缝后用焦距f=40cm 的凸透镜把衍射光会聚于焦平面上.测得中央明条纹的宽度为 3.4mm ,单缝的宽度为 。

4、一束平行单色光垂直入射在一光栅上,若光栅的透明缝宽度a 与不透明部分宽度b 相等,则可能看到的衍射光谱的级次为 。

5、一束光垂直入射在偏振片P 上,以入射光线为轴转动P ,观察通过P 的光强的变化过程。若入射光是 光,则将看到光强不变;若入射光是 光,则将看到明暗交替变化,有时出现全暗;若入射光是 光,则将看到明暗交替变化,但

不出现全暗。

6、在单缝衍射中,若单缝两端A 、B 发出的单色平行光到空间某点P 的光程差为

23sin λ?=a ,则A 、B 间可分为 个半波带,P 点处为 条纹。若光程差为λ2,则

A 、

B 间可分为 个半波带,P 点处为 条纹。单缝衍射时中央明条纹的角宽度应为 。 7、今有电气石偏振片,它完全吸收平行于长链方向振动的光,但对垂直于长链方向振动的光吸收%20。当光强为0I 的自然光通过该偏振片后,出射光强为 ,再通过一电气石偏振片(作为检偏器)后,光强在

8、如图所示的杨氏双缝干涉装置,若用单色自然光照射狭缝S ,在屏幕上能看到干涉条纹.若在双缝S 1和S 2的一侧分别加一同质同厚的偏振片P 1、P 2,则当P 1与P 2的偏振化方向相互

______________时,在屏幕上仍能看到很清晰的干涉条纹.

三、计算题

1、波长nm 500=λ的平行光,垂直地入射于一宽度为mm a 0.1=的单缝上,若在缝的后面有一焦距为cm f 100=的凸透镜,使光线聚焦于屏上,试问从衍射图样的中心到下列各点的距离如何?(1)第一级极小处(2)第一级亮条纹的极大处(3)第三级极小处。

P 2

P 1

S 1

S 2

S

2、月球距离地面约km 51086.3?,设月光波长可按nm 550=λ计算,试问月球表面距离为多远的两点才能被地面上直径cm D 500=的天文望远镜所分辨?

3、为了测定一光栅的光栅常数,用波长为nm 8.632=λ的氦氖激光器的激光垂直照射光栅,做光栅的衍射光谱实验,已知第一级亮条纹出现在0

30的方向上,问:

(1)这光栅的光栅常数是多大? 这光栅的cm 1内有多少条缝? (2)第二级亮纹是否可能出现?为什么?

4、用一束具有两种波长的平行光垂直入射在光栅上,λ1=600 nm ,λ2=400 nm (1nm=10-9m),发现距中央明纹5 cm 处λ1光的第k 级主极大和λ2光的第(k +1)级主极大相重合,放置在光栅与屏之间的透镜的焦距f =50 cm ,试求: (1) 上述k =?

(2) 光栅常数d =?

5、波长nm 600=λ的单色光垂直入射在一光栅上,第二级、第三级光谱线分别出现在衍射角32??、上,第四级缺级(其中30.0sin ,20.0sin 32==??),试问:

(1)光栅常数等于多少? (2)光栅上狭缝宽度有多大?

(3)在屏上可能出现的全部光谱线的级数。

6、平行放置两偏振片,使它们的偏振化方向成060夹角。求:

(1)如果两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线均无吸收,则让自然光垂直入射后,其透射光的光强与入射光的光强之比是多大?

(2)如果两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线分别吸收了%10的能量,则透射光的光强与入射光的光强之比是多大?

(3)今在这两偏振片之间再平行地插入另一偏振片,使它的偏振化方向与前两个偏振片均成

30角。此时,透射光的光强与入射光的光强之比又是多大?先按各偏振片均无吸收计算,再按

各偏振片均吸收%10的能量计算。

四、简答题

为什么在日常生活中容易察觉声波的衍射现象而不大容易观察到光波的衍射现象?

光的偏振 典型习题

光的偏振 1.下列关于偏振光的说法中正确的是() A.自然光就是偏振光 B.沿着一个特定方向传播的光叫偏振光 C.沿着一个特定方向振动的光叫偏振光 D.单色光就是偏振光 答案:C 解析:自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同;只有沿着特定方向振动的光才是偏振光。所以选项C正确。 2.(2010·石家庄市第一中学高二检测)P是一偏振片,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:只要光的振动方向不与偏振片的透振方向垂直,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。

3.在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q。在Q的后边放上光屏,以下说法正确的是() A.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.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 答案:BD 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。 4. 如图所示,电灯S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光为偏振光 B.图中b光为偏振光 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 解析:自然光沿各个方向发散是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只有沿着某一特定方向振动的光。从电灯直接发出的光为自然

光的偏振计算题及答案讲课讲稿

《光的偏振》计算题 1. 将三个偏振片叠放在一起,第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成45?和90?角. (1) 强度为I 0的自然光垂直入射到这一堆偏振片上,试求经每一偏振片后的光强和偏振状态. (2) 如果将第二个偏振片抽走,情况又如何? 解:(1) 自然光通过第一偏振片后,其强度 I 1 = I 0 / 2 1分 通过第2偏振片后,I 2=I 1cos 245?=I 1/ 4 2分 通过第3偏振片后,I 3=I 2cos 245?=I 0/ 8 1分 通过每一偏振片后的光皆为线偏振光,其光振动方向与刚通过的偏振片的偏振化方向平 行. 2分 (2) 若抽去第2片,因为第3片与第1片的偏振化方向相互垂直,所以此时 I 3 =0. 1分 I 1仍不变. 1分 2. 两个偏振片叠在一起,在它们的偏振化方向成α1=30°时,观测一束单色自然光.又在α2=45°时,观测另一束单色自然光.若两次所测得的透射光强度相等,求两次入射自然光的强度之比. 解:令I 1和I 2分别为两入射光束的光强.透过起偏器后,光的强度分别为I 1 / 2 和I 2 / 2马吕斯定律,透过检偏器的光强分别为 1分 1211 cos 21αI I =', 2222cos 2 1αI I =' 2分 按题意,21I I '=',于是 222121cos 2 1cos 21ααI I = 1分 得 3/2cos /cos /221221==ααI I 1分 3. 有三个偏振片叠在一起.已知第一个偏振片与第三个偏振片的偏振化方向相互垂直.一束光强为I 0的自然光垂直入射在偏振片上,已知通过三个偏振片后的光强为I 0 / 16.求第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向之间的夹角. 解:设第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向间的夹角为θ.透过第一个偏 振片后的光强 I 1=I 0 / 2. 1分 透过第二个偏振片后的光强为I 2,由马吕斯定律, I 2=(I 0 /2)cos 2θ 2分 透过第三个偏振片的光强为I 3, I 3 =I 2 cos 2(90°-θ ) = (I 0 / 2) cos 2θ sin 2θ = (I 0 / 8)sin 22θ 3分 由题意知 I 3=I 2 / 16 所以 sin 22θ = 1 / 2, () 2/2sin 211-=θ=22.5° 2分 4. 将两个偏振片叠放在一起,此两偏振片的偏振化方向之间的夹角为o 60,一束光强为I 0 的线偏振光垂直入射到偏振片上,该光束的光矢量振动方向与二偏振片的偏振化方向皆成30°角. (1) 求透过每个偏振片后的光束强度; (2) 若将原入射光束换为强度相同的自然光,求透过每个偏振片后的光束强度.

光的偏振习题(附答案) (1)精编版

光的偏振(附答案) 一. 填空题 1. 一束光垂直入射在偏振片P 上,以入射光为轴旋转偏振片,观察通过偏振片P 的光强的变化过程. 若入射光是自然光或圆偏振光, 则将看到光强不变;若入射光是线偏振光, 则将看到明暗交替变化, 有时出现全暗;若入射光是部分偏振光或椭圆偏振光, 则将看到明暗交替变化, 但不出现全暗. 2. 圆偏振光通过四分之一波片后, 出射的光一般是线偏振光. 3. 要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90度角,则至少需要让这束 光通过2块理想偏振片,在此情况下,透射光强最大是原来的1/4 倍. 4. 两个偏振片叠放在一起,强度为I 0的自然光垂直入射其上,若通过两个偏振片 后的光强为I/8,则此两偏振片的偏振化方向间的夹角为(取锐角)是60度,若在两片之间再插入一片偏振片, 其偏振化方向间的夹角(取锐角)相等,则通过三个偏振片后的投射光强度为9/32 I 0. 5. 某种透明媒质对于空气的临界角(指全反射)等于450, 则光从空气射向此媒 质的布儒斯特角是54.70, 就偏振状态来说反射光为完全偏振光, 反射光矢量的振动方向垂直入射面, 透射光为部分偏振光. 6. 一束自然光从空气透射到玻璃表面上(空气折射率为1), 当折射角为300 时, 反射光是完全偏振光, 则此玻璃的折射率等于1.732. 7. 一束钠自然黄光(λ=589.3×10-9m)自空气(设n=1)垂直入射方解石晶片的表面, 晶体厚度为0.05 mm, 对钠黄光方解石的主折射率n 0=1.6584、n e =1.4864, 则o 、e 两光透过晶片后的光程差为 8.6 μm , o 、e 两光透过晶片后的相位差为91.7 rad. 8. 在杨氏双缝干涉实验中, 若用单色自然光照射狭缝S, 在屏幕上能看到干涉 条纹. 若在双缝S 1和 S 2后分别加一个同质同厚度的偏振片P 1、P 2, 则当P 1与P 2的偏振化方向互相平行或接近平行时, 在屏幕上仍能看到清晰的干涉条纹. 二. 计算题 9. 有一束自然光和线偏振光组成的混合光, 当它通过偏振片时改变偏振片的取 向, 发现透射光强可以变化7倍. 试求入射光中两种光的光强度各占总入射光强的比例. 解:设入射光的光强为0I , 其中线偏振光的光强为01I ,自然光的光强为02I .在该光束透过偏振片后, 其光强由马吕斯定律可知:

20光的偏振课后答案(上海交大出版社)第三版

习题20 20-1.从某湖水表面反射来的日光正好是完全偏振光,己知湖水的折射率为33.1。推算太阳在地平线上的仰角,并说明反射光中光矢量的振动方向。 解:由布儒斯特定律:tan n i =,有入射角:arctan1.3353i == , ∴仰角9037i θ=-= 。 光是横波,光矢量的振动方向垂直于入射光线、折射光线和法线在所在的平面。 20-2.自然光投射到叠在一起的两块偏振片上,则两偏振片的偏振化方向夹角为多大才能使: (1)透射光强为入射光强的3/1; (2)透射光强为最大透射光强的3/1。(均不计吸收) 解:设两偏振片的偏振化方向夹角为α,自然光光强为0I 。 则自然光通过第一块偏振片之后,透射光强 012I ,通过第二块偏振片之后:α20cos 21I I =, (1)由已知条件,透射光强为入射光强的13,得:2 0011cos 23 I I α=,有: 35.26α== (2)同样由题意当透射光强为最大透射光强的3/1时,得:2 00111cos ()232 I I α=,有: 54.73α== 。 20-3.设一部分偏振光由一自然光和一线偏振光混合构成。现通过偏振片观察到这部分偏振光在偏振片由对应最大透射光强位置转过 60时,透射光强减为一半,试求部分偏振光中自然光和线偏振光两光强各占的比例。 解:由题意知:max 012max 011211cos 6022I I I I I I =?????+=+?? ?max 01 max 01 12111224 I I I I I I ????=+=+????01I I =, ∴即得0111I I =::。 20-4.由钠灯射出的波长为589.0nm 的平行光束以 50角入射到方解石制成的晶片上,晶片光轴垂直于入射面且平行于晶片表面,已知折射率 1.65o n =, 1.486e n =,求: (1)在晶片内o 光与e 光的波长; (2)o 光与e 光两光束间的夹角。 解:(1)由c n v = ,而c λν=,有:c o o n λλ=,c e e n λλ= ∴589.0 356.971.65c o o nm n λλ===,589.0396.371.486 c e e nm n λλ===; (2)又∵sin sin i n γ=,有:sin50arcsin 27.66o o n γ== ,sin 50arcsin 31.03e e n γ== , ∴o 光与e 光两光束间的夹角为: 3.37e o γγγ?=-= 。

光的偏振(有答案)

光的偏振 一、光的偏振的相关知识 (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,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同,这种光叫做自然光. (2)偏振:光波只沿某一特定的方向振动,称为光的偏振 (3)偏振光:在垂直于传播方向的平面上,只沿某个特定方向振动的光,叫做偏振光.光的偏振证明光是横波.自然光通过偏振片后,就得到了偏振光. 二、光的偏振的理解 1、偏振光的产生方式 (1)自然光通过起偏器:通过两个共轴的偏振片观察自然光,第一个偏振片的作用是把 自然光变成偏振光,叫起偏器.第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光,叫检偏器. (2)自然光射到两种介质的交界面上,如果光入射的方向合适,使反射光和折射光之间 的夹角恰好是90°时,反射光和折射光都是偏振光,且偏振方向相互垂直. 特别提醒不能认为偏振片就是刻有狭缝的薄片,偏振片并非刻有狭缝,而是具有一种特征,即存在一个偏振方向,只让平行于该方向振动的光通过,其他振动方向的光被吸收了. 2、偏振光的理论意义及应用 (1)理论意义:光的干涉和衍射现象充分说明了光是波,但不能确定光波是横波还是纵 波.光的偏振现象说明了光波是横波. (2)应用:照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等. 三、相关练习 1、如图所示,偏振片P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向.下列四种入射光束中,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 解析偏振片只让沿某一方向振动的光通过,当偏振片的透振方向与光的振动方向不同时,透射光的强度不同,它们平行时最强,而垂直时最弱.太阳光是自然光,光波可沿任何方向振动,所以在P的另一侧能观察到透射光;沿竖直方向振动的光,振动方向与偏振片的透振方向相同,当然可以看到透射光;沿水平方向振动的光,其振动方向与透振方向垂直,所以看不到透射光;沿与竖直方向成45°角振动的光,其振动方向与透

19光的偏振习题解答资料

第十九章 光的偏振 一 选择题 1. 把两块偏振片一起紧密地放置在一盏灯前,使得后 面没有光通过。当把一块偏振片旋转180?时会发生何种现象:( ) A. 光强先增加,然后减小到零 B. 光强始终为零 C. 光强先增加后减小,然后又再增加 D. 光强增加,然后减小到不为零的极小值 解:)2π(cos 20+=αI I ,α从0增大到2π的过程中I 变大;从2 π 增大到π的过程中I 减小到零。 故本题答案为A 。 2. 强度为I 0的自然光通过两个偏振化方向互相垂直的 偏振片后,出射光强度为零。若在这两个偏振片之间再放入另一个偏振片,且其偏振化方向与第一偏振片的偏振化方向夹角为30?,则出射光强度为:( ) A. 0 B. 3I 0 / 8 C. 3I 0 / 16 D. 3I 0 / 32

解:0000202032 341432)3090(cos 30cos 2I I I I =??=-=。 故本题答案为D 。 3. 振幅为A 的线偏振光,垂直入射到一理想偏振片上。若偏振片的偏振化方向与入射偏振光的振动方向夹角为60?,则透过偏振片的振幅为:( ) A. A / 2 B. 2 / 3A C. A / 4 D. 3A / 4 解:0222'60cos A A =,2/'A A =。 故本题答案为A 。 4. 自然光以60?的入射角照射到某透明介质表面时, 反射光为线偏振光。则( ) A 折射光为线偏振光,折射角为30? B 折射光为部分偏振光,折射角为30? C 折射光为线偏振光,折射角 不能确定 D 折射光为部分偏振光,折射 角不能确定 解:本题答案为B 。 5. 如题图所示,一束光垂直投射于一双折射晶体上, e o 选择题5图

【最新】高中物理 53 光的衍射和偏振教案 教科版选修3 4

5.3 光的衍射和偏振 三维教学目标 1、知识与技能 (1)认识光的衍射现象,使学生对光的波动性有进一步的了解; (2)了解光产生明显衍射的条件,及衍射图样与波长、缝宽的定性关系。 2、过程与方法 (1)通过观察实验,培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力; (2)通过观察实验培养学生观察、表述物理现象,概括规律特征的能力,学生亲自做实验培养学生动手的实践能力。 3、态度、情感、价值观 (1)通过对“泊松亮斑”的讲述,使学生认识到任何理论都必须通过实践检验,实验是检验理论是否正确的标准。 教学重点:通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性;光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加。 教学难点:正确认识光发生明显衍射的条件;培养学生动手实验能力,教育学生重视实验,重视实践 1、常见的衍射现象有那些? 小孔衍射、小屏衍射、单缝衍射、边缘衍射。 例1:在观察光的衍射现象的实验中,通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝),可以看到 ( ) A.黑白相间的直条纹 B.黑白相间的弧形条纹 C.彩色的直条纹 D.彩色的弧形条纹 例2:在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),这时( ) A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其他颜色的双缝干涉条纹消失 B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其他颜色的干涉条纹依然存在 C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮 D.屏上无任何光亮 2、为什么平时很难见到光的衍射现象? (发生衍射现象的条件)因为发生明显衍射现象的条件为:逢、孔、障碍物的尺度与波长接近时。由于光的波长很短,所以生活中很难看到光的衍射现象。 例1:如图4-2所示,A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图案.其中图A是光的_____(填“平行”或“衍射”)图象,由此可判断出图A所对应的圆孔的孔径_____(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径。 3、什么是“泊松亮斑”? 谁提出了“泊松亮斑”?提出的目的是什么?谁证实了“泊松亮斑”的存在?你从中能体会到什么? 著名数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出:把一各不透光的小圆盘放在光束中,在小圆盘后方的光屏上,圆盘阴影中央出现一个亮斑。后人称此亮斑为泊松亮斑。泊松指望这 用心爱心专心- 1 -

光的衍射偏振作业习题及解答赵近芳编

13-11 一单色平行光垂直照射一单缝,若其第三级明条纹位置正好与6000ο A 的单色平行光的第二级明条纹 位置重合,求前一种单色光的波长. 解:单缝衍射的明纹公式为: sin (21) 2a k λ ?=+ 设x λλ=时,3=k ,由已知:当6000=λo A 时,2=k ,二者重合时?角相同,所以有 )132(2 6000 ) 122(sin +?=+?=?a 2x λ 解得 428660007 5 =?=x λ(o A )=428.6 ( nm) 13-12 单缝宽0.10mm ,透镜焦距为50cm ,用5000=λo A 的绿光垂直照射单缝.求: (1) 位于透镜焦平面处的屏幕上中央明条纹的宽度和半角宽度各为多少? (2) 若把此装置浸入水中(n =1.33),中央明条纹的半角宽度又为多少? 解:单缝衍射暗纹公式为:sin na k ?λ=,k =1时,有1sin na λ ?= 单缝衍射中央明纹的半角宽度为一级暗纹的角宽度,故1 01sin ()na na λ λ ??-==≈ 单缝衍射中央明纹的宽度为:11122tan 2sin 2x x f f f na λ ???==≈=暗, (1) 空气中,1=n ,所以有:33 10 100.510 10.01050005.02---?=????=?x (m ) 10101 3 033 500010500010sin 5.0100.10100.1010?------??=≈=??? (rad ) (2) 浸入水中,33.1=n ,所以有:3 3 101076.310 10.033.110500050.02---?≈?????=?x (m ) 10101 3 033 500010500010sin 3.76101.330.110 1.330.110 ?------??=≈≈????? (rad ) 13-15 波长为5000o A 的平行单色光垂直照射到每毫米有200条刻痕的光栅上,光栅后的透镜焦距为60cm .求: (1) 屏幕上中央明条纹与第一级明条纹的间距; (2) 当光线与光栅法线成 30°斜入射时,中央明条纹的位移为多少? 解:由已知,光栅常数为: 31mm 5.010200 a b -+= =?mm =6100.5-?m (1) 由光栅衍射明纹公式:λ?k b a =+sin )(,对中央明纹0k =, 00sin 0,0x ?=∴=, 对第一级明条纹1=k , 有:1016500010sin 0.15.010a b λ ?--?===+?,又11 tan x f ?=,所以

光的偏振习题及答案

第五章 光的偏振 1. 试确定下面两列光波 E 1=A 0[e x cos (wt-kz )+e y cos (wt-kz-π/2)] E 2=A 0[e x sin (wt-kz )+e y sin (wt-kz-π/2)]的偏振态。 解 :E 1 =A 0[e x cos(wt-kz)+e y cos(wt-kz-π/2)] =A 0[e x cos(wt-kz)+e y sin(wt-kz)] 为左旋圆偏振光 E 2 =A 0[e x sin(wt-kz)+e y sin(wt-kz-π/2)] =A 0[e x sin(wt-kz)+e y cos(wt-kz)] 为右旋圆偏振光 2. 为了比较两个被自然光照射的表面的亮度,对其中一个表面直接进行观察,另一个表面 通过两块偏振片来观察。两偏振片透振方向的夹角为60°。若观察到两表面的亮度相同,则两表面的亮度比是多少?已知光通过每一块偏振片后损失入射光能量的10%。 解∶∵亮度比 = 光强比 设直接观察的光的光强为I 0, 入射到偏振片上的光强为I ,则通过偏振片系统的光强为I': I'=(1/2)I (1-10%)cos 2600?(1-10%) 因此: ∴ I 0/ I = 0.5×(1-10%)cos 2600?(1-10%) = 10.125%. 3. 两个尼科耳N 1和N 2的夹角为60°,在他们之间放置另一个尼科耳N 3,让平行的自然光通过这个系统。假设各尼科耳对非常光均无吸收,试问N 3和N 1 的偏振方向的夹角为何值时,通过系统的光强最大?设入射光强为I 0,求此时所能通过的最大光强。 解:设:P 3与P 1夹角为α,P 2与P 1的夹角为 θ = 600 I 1 = 21 I 0 I 3 = I 1cos 2α = 02I cos 2α I 2 = I 3cos 2(θ-α) = 0 2I cos 2αcos 2(θ-α) 要求通过系统光强最大,即求I 2的极大值 I 2 = I 2cos 2αcos 2(θ-α) = 0 2I cos 2α[1-sin 2(θ-α)] = 08 I [cosθ+ cos (2α-θ)] 2 由 cos (2α-θ)= 1推出2α-θ = 0即α = θ/2 = 30° ∴I 2max = 21 I 0 cos 2αcos 2(θ-α) = 21 I 0 cos 230° cos 230° = 9 32 I 0 4. 在两个理想的偏振片之间有一个偏振片以匀角速度ω绕光的传播方向旋转(见题 5.4图),若入射的自然光强为I 0,试证明透射光强为 N 1 题5.3图

最新光的干涉-衍射和偏振(含答案)

第4课时光的干涉衍射和偏振 导学目标 1.掌握光的干涉现象产生的条件,特别是双缝干涉中出现明暗条纹的条件及判断方法.2.掌握光产生明显衍射的条件,以及衍射与干涉现象的区别.3.掌握光的偏振现象,了解偏振在日常生活中的应用. 一、光的干涉 [基础导引] 1.在双缝干涉实验中,光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为7.5×10-7m,如果用频率 6.0×1014 Hz的黄光照射双缝,试通过计算分析P点出现的是亮条纹还是暗条纹.2.描绘地势高低可以用等高线,描绘静电场可以用等势线,薄膜干涉条纹实际上是等厚线,同一干涉条纹上各个地方薄膜的厚度是相等的.利用光的干涉检查平整度时,观察到了干涉条纹的形状,就等于知道了等厚线的走向,因而不难判断被检测平面的凹下或凸出的位置.为什么薄膜干涉条纹是等厚线? [知识梳理] 1.双缝干涉:由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是________的相干光波.屏上某点到双缝的路程差是________________时出现亮条纹;路程差是半波长的________时出现暗条纹.相邻的明条纹(或暗条纹)之间的距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝的距离l之间的关系为____________. 2.薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜)____________反射的光相遇而形成的.图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度________. 特别提醒 1.只有相干光才能形成稳定的干涉图样. 2.单色光形成明暗相间的干涉条纹,白光形成彩色条纹. 二、光的衍射 [基础导引] 太阳光照着一块遮光板,遮光板上有一个较大的三角形孔.太阳光透过这个孔,在光屏上形成一个三角形光斑.请说明:遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时,光屏上的图形将怎样变化?说出其中的道理. [知识梳理] 1.光________________________________的现象叫光的衍射. 2.发生明显衍射的条件:只有在障碍物的尺寸比光的波长小或者跟波长相差不多的条件下,才能发生明显的衍射现象. 3.泊松亮斑:当光照到不透光的小圆板上时,在圆板的阴影中心出现的亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环). 特别提醒 1.光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹,但光学本质不同. 2.区分干涉和衍射,关键是理解其本质,实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分. 三、光的偏振 [基础导引]

光栅衍射和偏振光

光栅衍射和偏振光

12.7 衍射光栅和光栅光谱 一.光栅( grating ) 1. 光栅:由大量等宽、等间距的平行狭缝 (或反射面)构成的光学元件。 广义讲,任何具有空间周期性的衍射屏 都可叫作光栅。 2.光栅分类:透射光栅 反射光栅 我们只讨论透射光栅。 3.光栅常量(grating constant) a :相邻两刻痕边缘间距(透光宽度) b :刻痕宽度(不透光宽度) 光栅常量 d = a + b (相邻两狭缝中心之间距) 是光栅的重要参数。 反射光栅 d d 透射光栅 光栅 (a) (b)

·实用光栅:刻痕数 几十条/mm ~ 几千条/mm ·用电子束刻制刻痕数可达几万条/mm ?d ~ 数万?。 ·光栅是现代科技中常用的重要光学元件。 二.实验装置 1.光栅衍射装置 衍射角:θ o P f 缝平面透镜L λ θ d sinθ d θ

光栅常量:d,缝数为N,单色光垂直入射 2.光栅衍射(多缝衍射) (1)每条缝发的光都是单缝衍射光。 各条缝的衍射光在屏上的光强分布位置相同。 (2)多缝衍射是N束单缝衍射光的干涉。或N个单缝衍射图样的相干叠加 (3)光栅衍射是单缝衍射和多光束干涉的综合 三.条纹特点 1.主极大 (1)明纹条件: 光栅方程 d sinθ = ±kλ (k = 0,1,2,…) ·是主极大的必要条件,不是充分条件 (还有缺级问题,见后)。 (2)位置: x=f(tgθ)=f(sinθ)=±f(kλ/d) (k = 0,1,2,…)

和缝数N 无关 (3)亮度:各条缝的光在主极大处引起的分振动同相。 主极大处的合振幅是同一方向(同 θ 角)单缝衍射光振幅A 单 的 N 倍。 主极大处的亮度是同一方向(同 θ 角)单缝衍射光强I 单 的N 2 倍。 (4)主极大的最高级次: 1sin 2 0

光的干涉、衍射和偏振

光的干涉、衍射和偏振 考纲解读 1.理解光的干涉现象,掌握双缝干涉中出现明暗条纹的条件. 2.理解光的衍射现象,知道发生明显衍射的条件. 3.知道光的偏振现象,了解偏振在日常生活中的应用.

1.[光的干涉现象的理解]一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹,除中央白色亮纹外,两侧还有彩色条纹,其原因是() A.各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 B.各色光的速度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 C.各色光的强度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 D.上述说法都不正确 2.[光的衍射现象的理解]对于光的衍射的定性分析,下列说法中不正确的是() A.只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光的波长还要小的时候,才能明显地产生光的衍射现象 B.光的衍射现象是光波相互叠加的结果 C.光的衍射现象否定了光的直线传播的结论 D.光的衍射现象说明了光具有波动性 3.[光的偏振现象的理解]如图1所示,偏振片P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向.下列四种入射光束中,能在P的另一侧观察到透射光是() 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

考点梳理 1.光的干涉 (1)定义:两列频率相同、振动情况相同的光波相叠加,某些区域出现振动加强,某些区域出现振动减弱,并且加强区域和减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象. (2)相干条件 只有相干光源发出的光叠加,才会发生干涉现象.相干光源是指频率相同、相位相同(振动情况相同)的两列光波. 2.双缝干涉:由同一光源发出的光经双缝后,在屏上出现明暗相间的条纹.白光的双缝干涉的条纹是中央为白色条纹,两边为彩色条纹,单色光的双缝干涉中相邻亮条纹间距离 为Δx=l d λ. 3.薄膜干涉:利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后两面反射的光相遇而形成的.图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度相同. 4.光的衍射

光的偏振习题解答(试题复习)

第十九章 光的偏振 一 选择题 1. 把两块偏振片一起紧密地放置在一盏灯前,使得后面没有光通过。当把一块偏振片旋转180?时会发生何种现象:( ) A. 光强先增加,然后减小到零 B. 光强始终为零 C. 光强先增加后减小,然后又再增加 D. 光强增加,然后减小到不为零的极小值 解:)2π(cos 20+=αI I ,α从0增大到2π的过程中I 变大;从2 π 增大到π的过程中I 减小到零。 故本题答案为A 。 2. 强度为I 0的自然光通过两个偏振化方向互相垂直的偏振片后,出射光强度为零。若在这两个偏振片之间再放入另一个偏振片,且其偏振化方向与第一偏振片的偏振化方向夹角为30?,则出射光强度为:( ) A. 0 B. 3I 0 / 8 C. 3I 0 / 16

D. 3I 0 / 32 解:0000202032 341432)3090(cos 30cos 2I I I I =??=-=。 故本题答案为D 。 3. 振幅为A 的线偏振光,垂直入射到一理想偏振片上。若偏振片的偏振化方向与入射偏振光的振动方向夹角为60?,则透过偏振片的振幅为:( ) A. A / 2 B. 2 / 3A C. A / 4 D. 3A / 4 解:0222'60cos A A =,2/'A A =。 故本题答案为A 。 4. 自然光以60?的入射角照射到某透明介质表面时,反射光为线偏振光。则( ) A 折射光为线偏振光,折射角为30? B 折射光为部分偏振光,折射角为30? C 折射光为线偏振光,折射角 不能确定 D 折射光为部分偏振光,折射 角不能确定 解:本题答案为B 。 光轴 e o 光波阵面 选择题5图

高中物理光的偏振知识点归纳

高中物理光的偏振知识点归纳 1、高中物理光的偏振发现说明 1808年,马吕斯在试验中发现了光的偏振现象。在进一步研究光的简单折射中的偏振时,他发现光在折射时是部分偏振的。因为惠更斯曾提出过光是一种纵波,而纵波不可能发生这样的偏振,这一发现成为了反对波动说的有利证据。1811年,布吕斯特在研究光的偏振现象时发现了光的偏振现象的经验定律。 2、高中物理光的偏振产生方法 从自然光获得线偏振光的方法有以下四种: 1、利用反射和折射。 2、利用二向色性。 3、利用晶体的双折射。 4、利用散射。 另外,线偏振光可以经过波晶片产生圆偏振光和椭圆偏振光。 3、高中物理光的偏振度 在部分偏振光的总强度中,完全偏振光所占的成分叫做偏振度。 特征:偏振度的数值愈接近1,光线的偏振化程度就愈纯

粹,一般偏振度都小于1。 4、高中物理光的偏振应用 页 1 第 电子表的液晶显示用到了偏振光 两块透振方向相互垂直的偏振片当中插进一个液晶盒,盒内液晶层的上下是透明的电极板,它们刻成了数字笔画的形状。外界的自然光通过第一块偏振片后,成了偏振光。这束光在通过液晶时,如果上下两极板间没有电压,光的偏振方向会被液晶旋转90度(这种性质叫做液晶的旋光性),于是它能通过第二块偏振片。第二块偏振片的下面是反射镜,光线被反射回来,这时液晶盒看起来是透明的。但在上下两个电极间有一定大小的电压时,液晶的性质改变了,旋光性消失,于是光线通不过第二块偏振片,这个电极下的区域变暗,如果电极刻成了数字的笔画的形状,用这种方法就可以显示数字。 在摄影镜头前加上偏振镜消除反光 在拍摄表面光滑的物体,如玻璃器皿、水面、陈列橱柜、油漆表面、塑料表面等,常常会出现耀斑或反光,这是由于光线的偏振而引起的。在拍摄时加用偏振镜,并适当地旋转偏振镜面,能够阻挡这些偏振光,借以消除或减弱这些光滑物体表面的反光或亮斑。要通过取景器一边观察一边转动镜面,以便观察消除偏振光的效果。当观察到被摄物体的反光

2019高中物理第十三章第56节光的衍射光的偏振讲义含解析新人教版选修3_4

光的衍射光的偏振 一、光和衍射┄┄┄┄┄┄┄┄① 1.光的衍射现象 (1)概念: 光在传播过程中,遇到障碍物或小孔时,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)典型衍射及现象 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,其余条纹变窄变暗;白光通过狭缝时,在屏上出现彩色条纹,中央为白条纹; ②圆孔衍射:光通过小孔(孔很小)时在屏幕上会出现明暗相间的圆环; ③泊松亮斑:各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射,致使影的轮廓模糊不清。若在单色光传播途中,放一个较小的圆形障碍物,会发现在阴影的中心有一个亮斑,这就是著名的泊松亮斑。 2.产生明显衍射现象的条件 在障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长相比,甚至比光的波长还要小的时候,就会出现明显的衍射现象。 3.光的衍射现象和光的直线传播的关系 光的直线传播只是一个近似的规律,当光的波长比障碍物或小孔小得多时,光可以看成沿直线传播;在孔或障碍物尺寸可以跟波长相比,甚至比波长还要小时,衍射现象就十分明显。 4.衍射光栅 (1)衍射光栅的结构:由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学仪器。 (2)衍射图样的特点:与单缝衍射相比,衍射条纹的宽度变窄,亮度增加。 (3)衍射光栅的种类:反射光栅、透射光栅。 [说明] (1)对于单缝衍射:缝越窄,中央亮条纹越宽,条纹间距越大,衍射现象越明显。 (2)衍射是波特有的一种现象。 ①[判一判] 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(×) 2.菜汤上的油花呈现彩色,是光的折射现象(×) 3.隔着帐幔看远处的灯,看到灯周围辐射彩色的光芒,是光的干涉现象(×) 4.衍射光栅的图样与单缝衍射相比,衍射条纹的亮度增加,宽度变宽(×) 二、光的偏振┄┄┄┄┄┄┄┄② 1.偏振现象

第五章 第3、4节 光的衍射与偏振 激光

第3、4节光的衍射与偏振__激光 1.障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多时,光将发生明显的 衍射现象。 2.单色光的单缝衍射图像是中央一条较宽较亮的条纹,两边是对称 而明暗相间的条纹,亮条纹的强度向两边很快减弱。白光通过单 缝产生的衍射图像中央是一条白条纹,两边是很快减弱的彩色条 纹。 3.自然光透过偏振片后形成线偏振光,偏振光通过偏振片的情况与 光的偏振方向和偏振片的偏振方向的夹角有关。 4.激光是人工产生的相干光,是原子受激辐射产生的光,具有频率 单一、强度大、相干性好等特点。 (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亮条纹或亮斑,应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或暗斑。 (2)衍射图样:衍射时产生的明暗条纹或光环。 (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,中央为一条较宽较亮的条纹,两边是对称而明暗相间的条纹,亮条纹的强度向两边很快减弱。白光通过狭缝时,中央为白条纹。两边是很快减弱的彩色条纹。 (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。 [跟随名师·解疑难] 1.三种衍射图样的特点比较 (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缝变窄通过的光变少,而光分布的范围更宽,所以亮纹的亮度降低。 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,中央亮条纹仍然是最宽最亮的白条纹。 (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

第4章 第6节 光的衍射和偏振

第六节光的衍射和偏 振 1.(3分)用红光做双缝干涉实验时,在屏上观察到干涉条纹.在其他条件不变的情况下,改用紫光做实验,则干涉条纹间距将变________;如果改用白光做实验,在屏上将出现________色条纹. 【解析】在双缝干涉实验中,在其他条件不变的情况下,干涉条纹的间距与入射光的波长成正比,紫光波长小于红光波长,所以改用紫光做实验,干涉条纹间距将变小;若改用白光做实验,由于七色光的波长不同,各自干涉条纹的间距不同,在光屏上单色光加强的位置不同,于是出现彩色条纹,即发生了色散现象. 【答案】小彩 2.(3分)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,为使光屏上单色光的干涉条纹间距增大些,可采取的措施是() A.换用缝距大些的双缝片 B.换用缝距小些的双缝片 C.适当调大双缝片与屏的距离 D.适当调小双缝片与屏的距离

【解析】 根据公式Δx =L d λ知B 、C 两项正确. 【答案】 BC 3.(4分)两列光干涉时,光屏上的亮条纹和暗条纹到两个光源的距离与波长有什么关系?声的干涉也遵从类似的规律。设想在空旷的地方相隔一定位置有两个振动完全一样的声源,发出的声波波长是0.6 m ,观察者A 离两声源的距离分别是4.5 m 和 5.4 m .观察者B 离两声源的距离分别是4.3 m 和5.5 m 这两个观察者听到声音的大小有什么区别? 【解析】 观察者A 距两声源的路程差Δs A =(5.4-4.5) m =0.9 m ,Δs A λ2 =0.90.3 =3,Δs A 为半波长的奇数倍,声音在A 处减弱;观察者B 距两声源的路程差Δs B =(5.5-4.3) m =1.2 m ,Δs B λ2 =1.20.3=4,Δs B 为半波长的偶数倍,声音在B 处加强, 所以B 听到的声音比A 听到的大. 【答案】 见解析

光的偏振 说课稿 教案

光的偏振 【教学目标】 知识与技能:1.通过实验,认识振动中的偏振现象,知道只有横波有偏振现象。2.了解偏振光和自然光的区别,从光的偏振现象知道光是横波。3.了解日常见到的光多数是偏振光,了解偏振光在生产生活中的一些应用。 过程与方法:1.通过机械波的偏振实验和光的偏振实验掌握类比研究物理问题的方法。2.通过对光的偏振应用的学习,提高应用知识解决实际问题的能力。 情感、态度与价值观:通过课外活动观察光的偏振现象培养学生联系实际学习物理的观念和习惯。 【教学重难点】 重点:光的偏振实验的观察和分析。 难点:光振动与自然光和偏振光的联系。 【教学方法】 通过实验现象使学生认清机械波中横波的偏振现象,再通过机械波与光波的类比,实现轻松过渡,形成概念明确规律,并在应用中深化知识的理解。 【教学用具】 柔软的长绳一根,带有狭缝的木板两块,细软的弹簧一根,电气石晶体薄片或人造偏振片两片,投影仪. 【教学过程】 (一)引入新课 (复习横波和纵波的概念) 教师:请同学们回忆一下机械波一节内容,举例说说什么是横波?什么是纵波? 学生:振动方向和传播方向垂直的波叫横波,抖动水平软绳时产生的波就是横波,振动方向和传播方向一致的波叫纵波,像水平悬挂的弹簧一端振动时形成的沿弹簧传播的波。 教师:通过前几节课的学习,我们知道光具有波动性,那么光波究竟是横波还是纵波呢? 这节课我们要学习的偏振现象,可以说明光是横波。 (二)进行新课

1.偏振现象 教师:我们先通过一个实验来看看怎么判断一种波是横波还是纵波。 [演示一]介绍课本图13.6-1装置,教师演示,引导学生仔细观察波传到狭缝时的情况,看波能否通过狭缝传到木板的另一侧。 教师:请一位同学来表述一下看到的现象。 学生:对绳上形成的横波,当狭缝与振动方向一致时,波不受阻碍,能通过狭缝,而当狭缝与振动方向垂直时,波被狭缝挡住,不能通过狭缝传到木板另一端,对弹簧上形成的纵波,无论狭缝怎样放置,弹簧上疏密相间的波均能顺利通过狭缝传播到木板另一侧。 教师:表达得不错,还有同学要补充吗? 学生:在绳上横波传播过程中,当狭缝既不与振动方向平行也不与振动方向垂直时,有部分振动能通过狭缝。 教师:很好。横波的这种现象称为偏振现象,大家看到,纵波不会发生偏振现象,根据是否能发生偏振,我们可以判断一个机械波是横波还是纵波。虽然这种方法对判断机械波并非必要,但我们可以借助这种方法来判断光波是横波还是纵波。 [演示二](教师介绍装置,强调起偏器P和检偏器Q的作用,演示同时引导学生认真观察随着检偏器Q的转动屏上光照强度的变化) 教师:请大家看这个薄片,它在我们这个演示实验中的作用与前面的带有狭缝的木板类似,它上面有一个特殊的方向称透振方向,只有振动方向与透振方向平行的光波才能透过偏振片,下面请大家认真观察。 [现象1]用一个起偏器观察自然光,偏振片是透明的,以光的传播方向为轴旋转P时,透射光强度不变。[投影] 教师:同学们能由此得到什么结论吗? 学生:光是纵波。 教师:怎么得到这个结论的呢? 学生:与前面纵波实验类比得到的。 教师:大家有没有考虑过假如波是横波而且沿各个方向都有振动的情况呢? (学生默然,教师继续演示)

光的干涉衍射偏振

物理光学 『夯实基础知识』 一.光的干涉和衍射 1.双缝干涉 干涉是波独有的特征。如果光是一种波,就应该能观察到光的干涉现象。1801年,托马斯 杨利用双缝,终于成功地观察到了光的干涉现象。 (1)两列光波在空间相遇时发生叠加,在某些区域总加强,在另外一些区域总减弱,从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象。 (2)产生干涉的条件 两个振动情况总是相同的波源叫相干波源,只有相干波源发出的光互相叠加,才能产生干涉现象,在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹。 形成相干波源的方法有两种: ⑴利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光)。 ⑵设法将同一束光分为两束(这样两束光都来源于同一个光源,因此频率必然相等)。下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图。 (3)双缝干涉实验规律 ①双缝干涉实验中,光屏上某点到相干光源1S 、2S 的路程之差为光程差,记为δ。 若光程差δ是波长λ的整倍数,即λδn =(n=0,1,2,3…)P 点将出现亮条纹;若光程差δ是半波长的奇数倍2 ) 12(λ δ+=n (n=0,1,2,3…),P 点将出现暗条纹。 ②屏上和双缝1S 、2S 距离相等的点0P ,若用单色光实验该点是亮条纹(中央条纹),若用白光实验该点是白色的亮条纹。 ③若用单色光实验,在屏上得到明暗相间的条纹;若用白光实验,中央是白色条纹,两侧是彩色条纹。 ④屏上明暗条纹之间的距离总是相等的,其距离大小x ?与双缝之间距离d 、双缝到屏的距离l 及光的波长λ有关,即λd l x = ?。在l 和d 不变的情况下,x ?和波长λ成正比,应用该式可测光波的波长λ。 ⑤用同一实验装置做干涉实验,红光干涉条纹的间距红x ?最大,紫光干涉条纹间距紫x ?最小,故可知 红λ大于红紫νλ,小于紫ν。 S 1 S 2 S 2

光的偏振

光的偏振 教学目标: 一.知识目标: 1.知道振动中的偏振现象,知道只有横波才有偏振现象 2.知道偏振光和自然光的区别,知道光的偏振说明光是横波 二.能力目标: 1.学习科学研究的思维方法,体会科学发展的严密性。 2.培养学生为问题设计实验、通过实验现象总结结论的能力。 三.情感目标: 1.培养良好的物理实验习惯,学会用理论指导实践,用实验来验证理论. 2.知道在学习物理的过程中,做好实验的重要性. 教学重难点 重点: 1.使学生了解偏振现象及运用光的偏振知识来解释一些常见的光学现象 2.知道只有横波才有偏振现象,知道光有偏振现象所以光是一种横波 难点: 通过两个演示实验让学生接受光有偏振现象,因为偏振是学生接触的一个新概念,所以做好两个演示实验并通过设疑如何引导学生思考,讨论,类比,推理,判断得到结论是本节教学的关键和突破口 教学方法: 教学是教师教学生学的双边活动,教师在课前必须对学生有一定了解。高二学生已经具有一定的抽象思维能力,但光的偏振现象对他们来说是完全陌生而又抽象的,而机械波的偏振现象相对形象些。故要本着由浅入深,新旧联系,全面系统的原则去讲课,先做好机械波模拟实验,使学生认识机械波的偏振,进而认识偏振是横波特有的现象作为知识铺垫后然后再做光的偏振实验,在分析光的偏振实验时,要引导学生理解实验的设计思路且与机械波实验相类比。由于光的偏振现象的抽象性及学生的抽象思维能力有限,所以在教学中主要采用教师设疑,学生探讨的教学模式,让学生观察、思考、讨论,充分发表意见,这样既有利于突出重点,化解难点,又充分发挥了学生的主体性。 教具:激光源、偏振片、powerpoint课件、flash课件 教学过程: 一.新课引入: 师:通过前面几节课的学习,我们对于光的本性的认识逐步加深,我们知道了光能够产生干涉和衍射现象,而这正好说明了光应该是一种波。而波有横波和纵波之分,由此,我们必然会想到光究竟是横波还是纵波?我们又该如何去判断和验证? 一条竹竿横着进教室进不了,给学生设下悬念(学生演示) 二、新课教学: 首先我们来回忆一下横波和纵波。 问题一:请同学回答一下横波和纵波有什么区别? 生:质点的振动方向和传播方向如果平行则为纵波;振动方向和传播方向垂直的则是横波。

相关文档
最新文档