教科版3-4-5-3光的偏振和激光
高中物理选修3-4第五章3光的衍射与偏振及激光
学习探究区
一、光的衍射 二、光的偏振
一、光的衍射
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问题设计
唐代诗人王维的诗句“空山不见人，但闻人语响”描写了一种常
见的“闻其声而不见其人”的物理现象.这种现象是如何形成的
呢？为什么声波容易发生衍射现象而光波不容易发生衍射现象呢？
答案 诗句中描写的是声波的衍射现象.
声波的波长较大，与日常生活中的物体可以相比，很容易发生明
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3.(对光的偏振的理解)将两个偏振片紧靠在一起，放在一盏灯 的前面，眼睛通过偏振片看到的光很弱.如果将其中一个偏振 片旋转180°，在旋转过程中会观察到( ) A.灯光逐渐增强，然后逐渐减弱 B.灯光强度保持不变 C.灯光逐渐增强，没有减弱现象 D.灯光逐渐增强，再减弱，然后增强到最亮
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一、光的衍射
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(2)圆孔衍射图样的特点： ①单色光的圆孔衍射图样中央亮圆的亮度高，外面是明暗相间的 不 等距 (填“等距”或“不等距”)的圆环，越向外，亮环亮度越 低 . ②白光的圆孔衍射图样中央亮圆为白色 ，周围是 彩色 圆环. (3)泊松亮斑：障碍物的衍射现象 ①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. ②图样特点：中央是一个亮斑，圆板阴影的边缘模糊，阴影外边有
典例精析 二、对光的偏振的理解
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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处光强度最大，偏振片B转
过的角度等于α D.将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转
过的角度等于α
典例精析 二、对光的偏振的理解
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解析 因为未放糖溶液时，A、B的偏振方向一致，故A、B间不 放糖溶液时，自然光通过偏振片A后，变成偏振光，通过B后到 达O.当在A、B间放糖溶液时，由于溶液的旋光作用，使通过A的 偏振光振动方向转动了一定角度，不能再通过B，A对，B错. 但当B转过一个角度，恰好使偏振片方向与经过糖溶液后的偏振 光振动方向一致时，O处光强为最强，故B的旋转角度即为糖溶 液的旋光度.所以C对.同理D也对. 答案 ACD
2024年高中物理新教材讲义：光的偏振、激光
6光的偏振激光[学习目标] 1.知道光的偏振现象，知道光是一种横波(重点)。
2.知道偏振光和自然光的区别，能运用偏振知识来解释生活中的一些常见光学现象(重难点)。
3.了解激光的特点和应用。
一、光的偏振如图所示，取一个偏振片P，让阳光通过偏振片P，在P的另一侧观察，可以看到偏振片是透明的，只是透射光暗了一些；在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片Q，会看到什么现象？这说明什么？答案会看到在旋转Q时光的亮度发生变化。
偏振片的作用类似于狭缝，只有振动方向与透振方向一致的光才能通过。
当偏振片Q与P的透振方向平行时，穿过Q的光最强；当Q与P的透振方向垂直时，光不能透过Q。
1．偏振现象：不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能不同，这种现象称为“偏振现象”，横波的振动方向称为“偏振方向”。
2．光的偏振(1)偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，这个方向叫作“透振方向”。
(2)自然光和偏振光①自然光：太阳、日光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。
这种光是“自然光”。
②偏振光：在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动，这种光叫作偏振光。
(3)光的偏振现象说明光是一种横波。
偏振现象的应用1．摄影技术中的应用：摄影师在拍摄池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物时，由于水面和玻璃表面的反射光的干扰，景象会不清楚。
如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，转动滤光片，让它的透振方向与水面和玻璃表面的反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。
2．偏振片在汽车挡风玻璃上的应用：汽车夜间行驶与对面的车辆相遇时，如遇远光灯引发炫目，极易引起车祸。
如果驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振方向都沿同一方向并与水平面成45°角，可避免远光灯引发炫目，保证行车安全。
人教版选修3-4 光的偏振、色散、激光 知识点复习总结 题型复习总结 同步巩固练习
高中物理选修3-4光的偏振、色散、激光题型1（光的偏振）1、自然光太阳、点灯等普通光源直接发出的光，包含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，这种光叫自然光。
2、偏振光：自然光通过偏振片后，在垂直于传播方向的平面上，只沿一个特定的方向振动，叫偏振光。
图（b）中P 为起偏器，Q为检偏器自然光射到两种介质的界面上，如果光的入射方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振光，且它们的偏振方向互相垂直。
如图（a）。
我们通常看到的绝大多数光都是偏振光。
3、光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波。
各种电磁波中电场E的方向、磁场B的方向和电磁波的传播方向之间，两两相互垂直。
4、光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E引起的，将E的振动称为光振动5、应用：利用偏振滤光片摄影、观看立体电影等。
1、如图，P是偏振片，P的透振方向（用带的箭头的实线表示）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？（ABD）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2、如图所示，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。
偏转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是（C）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3、如图所示，人眼隔着片着片B、A去看一只电灯泡S，一束透射光看不到，那么，以下说法中哪些是正确的（C）A. 使A和B同时转过90°，能够看到透射光B. 单使B转过90°过程中，看到光先变亮再变暗C. 单使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮D. 单使A转动时，始终看不到透射光4、如图所示，两光屏间放有两个透振方向相互平行的偏振片，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通过偏振片Q，现以光的传播方向为轴使偏振片P由图示位置旋转90°，下列说法正确的是（D）A. MN间为偏振光B. PQ间为自然光C. PQ间的光线亮度逐渐变暗D. 光屏N上的亮线逐渐变暗5、光的偏振现象说明光是横波，下列现象中能反映光的偏振特性的是（ABC）A. 一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B. 一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C. 日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片可以使景象更清晰D. 通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹6、两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏白炽灯的前面以致没有光通过。
教科版高中物理选修(3-4)5.3-5.4《光的衍射与偏振 激光》ppt课件
第五章 光的波动性
5.3-5.4 光的衍射与偏振 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．
课堂讲义 • 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．
课堂讲义
• 3．自然光和偏振光
自然光 偏振光 光 的 直接从光源发出 自然光通过起偏 振器后的光 来 的光 源 光 在垂直于光的传 在垂直于光的传 的 播方向的平面内 播方向的平面内 振 ，光振动沿所有 ，光振动沿某一 动 方向，且沿各个 特定方向(与起
课堂讲义
二、单缝衍射与双缝干涉的比较 1．不同点
单缝衍射：只要狭缝足够小 (1)产生条件 双缝干涉：频率相同的两列光波相遇叠加
单缝衍射的图样是中央为最宽最亮的亮条纹， (2)图样两侧亮条纹变暗变窄 双缝干涉的图样是亮度相同的等间距的条纹
课堂讲义 • 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．
课堂讲义 • 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：①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．
(教案)光的偏振 激光
光的偏振激光【教学目标】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。
4．了解激光的特点及激光的应用。
【教学重难点】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．知道光是横波及偏振在生产生活中的一些应用。
3．了解激光的特点及激光的应用。
【教学过程】一、复习提问、新课导入（复习横波和纵波的概念）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？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。
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、新课教学（一）偏振师：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】介绍课本上装置，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。
师：请一位同学来表述一下看到的现象。
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。
师：表达得不错，还有同学要补充吗？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。
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。
（二）光的偏振【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）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。
2017-2018学年同步备课套餐之物理教科版选修3-4讲义：第5章光的波动性3
3光的衍射与偏振激光[ 学习目标] 1.知道光产生显然衍射现象的条件，认识几种不一样衍射现象的图样.2.能用衍射知识对生活中的现象进行解说和剖析 .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差别，能用偏振知识来解说生活中的一些常有光学现象 .5.认识激光的特征及应用．一、光的衍射[导学研究 ]让一束激光照耀在游标卡尺两个卡脚之间的缝上，渐渐减小两个卡脚之间的距离，使缝愈来愈小，察看照在屏幕上光斑现象的变化．缝宽大概多大时屏幕上出现条纹？缝间距变小时，条纹有什么变化？用针尖在一张厚纸上扎一个很小的小孔，用眼睛经过小孔观察太阳光，会察看到什么现象？答案大概 0.4 mm 时会出现条纹，当缝间距变小时，屏幕上条纹间距渐渐变宽，但亮度逐渐减弱．会察看到中央为亮圆，四周为彩色的圆环．[知识梳理 ]1．光的衍射光经过很小的狭缝(或圆孔 )时，显然地偏离了直线流传方向，在屏上散开到相当大的范围，这类现象叫做光的衍射．2．衍射图像(1)定义：衍射时产生的明暗条纹或光环．(2)单缝衍射图像的特色①单色光：中央有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．②白光：中央是一条白条纹，两边是很快减弱的彩色条纹．(3)圆孔衍射图像的特色①单色光的圆孔衍射图样中央亮圆的亮度高，外面是明暗相间的不等距( 填“等距”或“不等距” )的圆环，越向外，环亮度越低．②白光的圆孔衍射图样中央亮圆为白色，四周是彩色圆环．(3)泊松亮斑：阻碍物的衍射现象①在单色光流传途中，放一个较小的圆形阻碍物，会发此刻暗影中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑．②图样特色：中央是一个亮斑，圆板暗影的边沿模糊，暗影外边有明暗相间的圆环．3．光的衍射现象进一步证了然光拥有颠簸性．[即学即用 ]判断以下说法的正误．(1)衍射条纹图样是光波互相叠加的结果．(√ )(2)平常很难察看到光的衍射现象是因为一般的阻碍物或缝比光波的波长大好多的缘由．(√)(3)白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹．(× )(4)光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射．(√ )(5)光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线流传，不存在光的衍射．(× )二、光的偏振[导学研究 ] 1．取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下颤动，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．假如手持绳的一端左右颤动，会在绳上形成另一列横波，质点在水平面内沿着左右方向振动．此刻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搁置及与振动方向垂直搁置，察看发生的现象 (如图 1 甲、乙所示 )．假如将这根软绳换成金饰的弹簧，前后推动弹簧形成纵波，察看发生的现象(如图丙所示)．这两种现象说明什么？图1答案当机械波是横波时，若质点的振动方向与狭缝平行，则机械波能透过狭缝流传，反之则不可以透过狭缝流传．对纵波而言，不论什么状况，纵波总能透过狭缝流传．2．如图 2 所示，取一个偏振片P，让阳光经过偏振片P，在 P 的另一侧察看，能够看到偏振片是透明的；在偏振片P 的后边再搁置另一个偏振片Q，以光的流传方向为轴旋转偏振片Q，会看到什么现象？这说明什么？图 2答案会看到在旋转Q 光阴的亮度发生变化．偏振片的作用近似于导学研究 1 中狭缝的作用，只有振动方向与透振方向一致的光才能通过．当偏振片Q 与 P 的透振方向平行时，穿过Q 的光最强；当Q 与 P 的透振方向垂直时，光不可以透过Q.[知识梳理 ]1．线偏振光：假如光振动的方向限在一个平面，这类光叫线偏振光．2．自然光：往常光源发出的光(包含太阳光 )是由大批的、振动方向不一样而互不相关的线偏振光构成的，称为自然光．3．光的偏振现象进一步证明光是横波．[即学即用 ]判断以下说法的正误．(1)偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同．(× )(2)自然光经过偏振片后成为偏振光．(√ )(3)假如偏振片的透振方向与偏振光的振动方向垂直，偏振光不可以透过偏振片．( √)三、激光[导学研究 ]激光作为一种人造光源在科研、通讯、工业生产、军事科技等领域都有着宽泛应用，如激光干预仪、激光切割机、激光炮(如图 3 所示 )等．激光的应用这样宽泛，激光到底拥有哪些特征？图3答案相关性强、平行度好、亮度高．[知识梳理 ]激光的特色及应用特色应用相关性强：激光拥有频次相同、相位差恒定、偏振方向一致的特色，是人工产生的相关光，光纤通讯拥有高度的相关性平行度好：激光的平行度特别好，流传很远的距离后还能保持必定的强度亮度高：它能够在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量激光汇聚一点，读取光盘上记录的信息，激光测距等用激光束切割、焊接，医学上能够用激光做”光刀”，激发核聚变等[即学即用 ]判断以下说法的正误．(1)激光是自然界广泛存在的一种光．(× )(2)用激光做双缝干预实验这是应用了激光拥有高度的相关性的特色．(√)(3)激光精准测距利用激光的平行度好的特色．(√ )(4)激光切割利用激光平行度好的特色．(× )(5)全息照相利用了激光的相关性强的特色．(√ )一、光的衍射1．衍射现象能否显然方面：入射光波长越大，阻碍物、小孔和狭缝的尺寸越小，衍射现象越显然．2．衍射条纹的亮度方面：小孔和狭缝的尺寸越小，衍射条纹的亮度越小．例 1 (多项选择 )在单缝衍射实验中，以下说法正确的选项是()A．其余条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B．其余条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C．其余条件不变，换用波长较长的光照耀，衍射条纹间距变宽D．其余条件不变，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽答案ACD分析当单缝宽度一准时，波长越长，衍射现象越显然，条纹间距也越大，黄光波长大于绿光波长，所以 A 、C 正确；当光的波长一准时，单缝宽度越小，衍射现象越显然，衍射条纹间距会变宽， B 错误；当光的波长必定，单缝宽度也一准时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距会变宽， D 正确．二、单缝衍射与双缝干预的比较1．不一样点单缝衍射：只需狭缝足够小(1)产生条件双缝干预：频次相同的两列光波相遇叠加单缝衍射的图样是中央为最宽最亮的亮条纹，(2)图样双侧亮条纹变暗变窄双缝干预的图样是亮度相同的等间距的条纹2．相同点(1)都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时增强或削弱的结果．(2)都是波独有的现象，表示光是一种波．例 2如图4所示的四幅明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自经过同一个双缝干预仪器形成的干预图样以及黄光、紫光各自经过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹 )．则在下边的四幅图中从左到右摆列，亮条纹的颜色挨次是()图4A ．红黄蓝紫C．蓝紫红黄B．红紫蓝黄D．蓝黄红紫答案 B分析双缝干预条纹平行等距，且波长越大，条纹间距越大，而红光波长大于蓝光波长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；又因为黄光波长比紫光波长大，故第四幅图为黄光的衍射图样，第二幅图为紫光的衍射图样．划分双缝干预条纹与单缝衍射条纹的方法(1)依据条纹的宽度划分：双缝干预的条纹是等宽的，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，双侧的条纹变窄．(2)依据亮条纹的亮度划分：双缝干预条纹，从中央亮纹往双侧亮度变化很小；而单缝衍射条纹中央亮纹最亮，双侧的亮纹渐渐变暗．三、光的偏振1．当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向平行时，透射的光最强；当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向垂直时，光不可以穿过偏振片．2．当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向既不平行也不垂直时，则仍会有部分光透过偏振片，不过透过的光的强度介于平行和垂直两种状况之间．例 3如图5所示，白炽灯的右边挨次平行搁置偏振片P 和Q， A 点位于P、 Q 之间，B 点位于 Q 右边．旋转偏振片P， A、B 两点光的强度变化状况是()图 5A ． 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 不变答案 C分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，只有与 Q 的透振方向一致时才有光透过Q，所以 B 点光的强度有变化，选项 C 正确．四、激光的特色和应用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，联合多普勒效应)．3．激光全息照相、激光检测(相关性好 )．4．激光通讯 (覆盖波段宽并且可调谐)．例 4对于激光的应用问题，以下说法中正确的选项是()A．光纤通讯是应用激光平行度特别好的特色对信号进行调制，使其在光导纤维中传达信息的B．光驱内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光相关性好的特色C．医学顶用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光明度高的特色D．“激光测距雷达”利用激光丈量很远目标的距离是应用了激光明度高的特色答案分析C由激光的特色及应用可知光纤通讯主要利用了激光的相关性， A 错误．光驱内的“ 磁头” 读出光盘上的信息主要应用了激光的平行性好， B 错误．医学中的激光“光刀”利用了激光的亮度高的特色， C 正确．激光测距雷达利用的是激光的平行度和方向性好的特色， D 错误．1．对于单缝衍射现象，以下说法正确的选项是(A ．缝的宽度 d 越小，衍射条纹越亮B ．缝的宽度 d 越小，衍射现象越显然C．缝的宽度 d 越小，光的流传路线越凑近直线D．入射光的波长越短，衍射现象越显然)答案 B分析单缝宽度越小，衍射条纹的亮度越小，选项 A 错；入射光的波长越长，单缝宽度越小，衍射现象越显然，选项 B 对，选项C、 D 错．2．(多项选择 )如图 6 所示，甲、乙为单色光经过窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样．以下判断正确的选项是 (图中黑色表示亮条纹)()图 6A．甲为单缝衍射的图样B．乙为双缝干预的图样C．甲为双缝干预的图样D．乙为单缝衍射的图样答案AB分析双缝干预图样的条纹间隔是平均的，单缝衍射的条纹是中间宽、双侧渐渐变窄，由此可见选项 A 、 B 正确．3．( 多项选择 )鉴识奶粉的质量，奶粉的碳水化合物(糖 )的含量是一个重要指标，能够用“旋光法”来丈量糖溶液的浓度，进而判定含糖量．偏振光经过糖的水溶液后，偏振方向会相对于流传方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的丈量值与标准值对比较，就能确立被测样品的含糖量了．如图7 所示， S 是自然光源， A、 B 是偏振片，转动B，使抵达O 处的光最强，而后将被测样品P 置于 A、 B 之间，则以下说法中正确的选项是()图 7A ．抵达 O 处光的强度会显然减弱B ．抵达 O 处光的强度不会显然减弱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αD．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α答案ACD分析自然光经过偏振片后获得垂直于光的流传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，即相对于光的流传方向向左或向右旋转一个角度α，抵达 B 的光的偏振方向与 B 的透振方向不完整一致，故O 处光的强度会显然减弱，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α，故C、D 都正确．( )4． (多项选择 ) 以下说法正确的选项是A．激光可用于测距B．激光能量十分集中，只可用于加工金属资料C．外科研制的“激光刀”能够有效地减少细菌的感染D．激光可用于全息照相，有独到的特色答案ACD分析激光平行度好，即便在流传了很远的距离以后，它仍保持必定的强度，此特色可用于激光测距，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；激光拥有很高的相关性，可用于全息照相，因为它记录了光的相位信息，所以看起来跟真的相同，立体感较强，选项 D 正确；因为激光明度高、能量大，在切割皮肤的同时，也能杀灭细菌，所以选项 C 正确．一、选择题1．对于衍射现象，以下说法正确的选项是()A．泊松亮斑是光的衍射现象B．当阻碍物的尺寸比波长大好多时，能发生显然的衍射现象C．缝的宽度越小，光的流传路线越凑近直线D．只有横波才能发生衍射现象，纵波不可以发生衍射现象答案 A2． (多项选择 ) 用游标卡尺察看光的衍射现象时，以下说法中正确的选项是()A．游标卡尺形成的狭缝应平行于日光灯，且狭缝远离日光灯，人眼也远离狭缝进行察看B．游标卡尺狭缝平行于日光灯察看时，可察看到中央为白色条纹，双侧为彩色条纹，且彩色条纹平行于日光灯C．狭缝由0.5 mm 宽度减小到0.2 mm ，条纹间距变宽，亮度变暗D．狭缝由0.5 mm 宽度扩展到0.8 mm，条纹间距变宽，亮度变暗答案BC分析当游标卡尺狭缝平行于日光灯，狭缝远离日光灯时，眼睛应凑近狭缝进行察看，察看到平行于日光灯的彩色条纹，且中央为白色条纹， A 错误， B 正确；狭缝越小，衍射现象越显然，即条纹间距变宽，但亮度变暗， C 正确，D 错误．3．在一次察看光衍射的实验中，察看到如图 1 所示的清楚的明暗相间图样(黑线为暗条纹)，那么阻碍物应是( )图 1A．很小的不透明的圆板B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板C．很大的不透明圆板D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板答案 D分析由图可知中央是大且亮的圆形亮斑，四周散布着明暗相间的齐心圆环，且越向外，圆形条纹宽度越小，可判断此图样为圆孔衍射图样，应选项 D 正确；有的同学误选为 A ，要注意很小的不透明的圆板产生的图样中心也是亮点，但其四周有一个大的暗影区，在暗影区的边沿有明暗相间的圆环，它与圆孔衍射的图样是不一样的．4．在演示双缝干预的实验时，常用激光做光源，这主假如应用激光的()A ．强度大B．方向性好C．相关性好D．覆盖波段宽且可调谐答案分析C频次相同的两束光相遇才能发生干预，激光拥有高度的相关性，经过双缝时能够获得两束相关光．故此题的正确答案是 C.5．(多项选择 )激光火箭的体积小，却能够装载更大、更重的卫星或飞船，激光由地面激光站或空间激光动力卫星供给，经过一套装置，像手电筒相同，让激光束射入火箭发动机的焚烧室，使推动剂受热而急剧膨胀，于是形成一股高温高压的燃气流，以极高的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空．激光火箭利用了激光的()A ．单色性好B．平行度好C．高能量D．相关性好答案BC分析因为激光站与火箭相距较远，为了减少能量损失，一定要求激光拥有很好的平行度，同时利用激光的高能量特色．6． (多项选择 ) 以下说法中正确的选项是()A．激光是一种人工产生的相关光，拥有高度的相关性B．因为激光的方向性好，所以激光不可以发生衍射现象C．光纤通讯是激光和光导纤维相联合的产物D．一般照相技术所记录的不过光波的强弱信息，而全息照相技术还能够记录光波的相位信息答案ACD7．对于光的干预和衍射现象，以下说法正确的选项是()A．光的干预现象按照波的叠加原理，衍射现象不按照波的叠加原理B．光的干预条纹是彩色的，衍射条纹是黑白相间的C．光的干预现象说明光拥有颠簸性，光的衍射现象不可以说明这一点D．光的干预和衍射现象都是光波叠加的结果答案 D分析光的干预现象和光的衍射现象都是波的特有现象，都是光波叠加的结果，白光的干预条纹是彩色的，白光的衍射条纹也是彩色的，不过条纹间距特色及亮度特色不一样而已．8．(多项选择 )抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图2 所示．激光束经过细丝时产生的条纹和它经过遮光板的相同宽度的窄缝时产生的条纹规律相同，则()图 2A．这是利用光的干预现象B．这是利用光的衍射现象C．假如屏上条纹变宽，表示抽制的丝变粗了D．假如屏上条纹变宽，表示抽制的丝变细了答案BD分析由图样可知，这是利用了光的衍射现象，当丝变细时(相当于狭缝变窄)条纹间距变宽，B 、D 选项正确．9．在光的单缝衍射实验中可察看到清楚的明暗相间的图样，图3的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是()图 3A ． a、 c B． b、 c C． a、d D ． b、 d答案 D分析单缝衍射条纹的特色是中央亮条纹最宽、最亮，双缝干预条纹的特色是等间距的条纹，所以 a 是干预条纹，b、 d 是单缝衍射条纹， c 是水波的衍射图样．10．两个偏振片紧靠在一同，将它们放在一盏灯前方，有光经过，假如将此中一片旋转180 °，在旋转过程中可能会产生哪一种现象()A．透过偏振片的光强先增强，而后又减小到零B．透过偏振片的光强先增强，而后减小到非零的最小值C．透过偏振片的光强在整个过程中都增强D．透过偏振片的光强先增强，再减弱，而后又增强答案 D分析旋转此中一个偏振片刻，依据两个偏振片的透振方向平行光阴强最强，透振方向垂直光阴强最弱的原则，可知旋转此中一个偏振片刻，光强的变化可能出现先增强，再减弱，然后又增强的现象，也可能出现先减弱，后增强，再减弱的现象．11．在拍摄日落时分水面下的光景时，在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是() A．减弱反射光，进而使光景的像清楚B．增强反射光，进而使光景的像清楚C．增强透射光，进而使光景的像清楚D．减弱透射光，进而使光景的像清楚答案 A分析让偏振片的透振方向与反射光的偏振方向垂直，减弱进入镜头的反射光，使水下光景的像清楚．12． (多项选择 )光的偏振现象说明光是横波，以下现象中能反应光的偏振特征的是()A．一束自然光接踵经过两个偏振片，以光束为轴旋转此中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光芒与折射光芒之间的夹角恰巧是90°时，反射光芒是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的光景，在照相机镜头前装上偏振片，能够使情景更清楚D．经过手指间的空隙察看日光灯，能够看到彩色条纹答案ABC分析自然光经过第一个偏振片后形成单调振动方向的偏振光，再经过第二个偏振片刻，若偏振片的透射方向与此偏振光的振动方向垂直，则无光透过第二个偏振片，若两者平行则透射光最强，应选项 A 反应了光的偏振现象；一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光芒与折射光芒垂直时，反射光芒和折射光芒都是偏振光且偏振方向垂直，选项 B 反应了光的偏振；拍摄水中光景或玻璃橱窗中光景时，因为水或玻璃表面反射光较强，使所拍摄光景不清楚，在照相机镜头前装上偏振片，使其透振方向与反射光的偏振方向垂直，能够有效防止反射光进入照相机，进而使所拍情景更清楚，选项 C 反应了光的偏振；经过手指间的空隙察看日光灯，看到彩色条纹是光的衍射现象．二、非选择题13．使太阳光垂直照耀到一块遮光板上，板上有能够自由缩短的正方形孔，孔的后边搁置一个光屏，在正方形孔渐渐变小直至闭合的过程中，光屏上挨次能够看到几种不一样的现象，试把以下现象挨次摆列________．A．圆形光斑B．明暗相间的彩色条纹C．变暗消逝D．正方形光斑E．正方形光斑由大变小答案DEABC分析因为光的波长很短，所以当孔很大时，不会发生显然的衍射现象，此时可看作光是近似沿直线流传的，在屏上获得孔的影；当孔持续减小时，虽不可以使光发生显然的衍射现象，但能够在屏上获得太阳的像，即小孔成像；孔再持续减小时，光开始发生显然的衍射现象，出现明暗相间的彩色条纹；孔进一步减小直到闭合时，因为穿过孔的光减小而使光芒变暗直至消逝．14．如图 4 所示是经过游标卡尺两丈量脚间的狭缝察看白炽灯线光源时所拍下的四张照片．图 4(1)试经过图样剖析四张照片对应的两丈量脚间的宽度大小关系．(2)试说明照片丁中中央条纹的颜色及成因．答案(1) 愈来愈小(2)看法析分析(1) 从四张照片的单缝衍射图样能够看出，由照片甲到照片丁，衍射现象愈来愈显然，说明两丈量脚间的狭缝愈来愈小，所以由甲到丁四张照片对应的两丈量脚间的宽度愈来愈小．(2)照片丁中中央条纹的颜色为白色，因为各样色光在屏中央均为亮条纹，七色光叠加后，中央条纹即为白色．。
2024-2025学年高中物理第五章光的波动性3光的衍射与偏振教案1教科版选修3-4
（2）视频：播放相关实验操作视频，帮助学生掌握实验步骤和技巧。
（3）在线工具：利用物理学科网站、在线实验模拟等资源，拓展学生的知识面，提高学习效果。
（4）实物模型：展示光纤、液晶等实物模型，让学生直观地了解光的衍射与偏振现象。
七、典型例题讲解
例题1：单缝衍射
问题：一束单色光通过一条狭缝，已知光的波长为λ，狭缝宽度为d，求衍射图样中央亮条纹的宽度。
解答：根据夫琅禾费衍射公式，中央亮条纹的宽度Δθ可表示为：
Δθ ≈ λ/d
其中，θ为衍射角，对于中央亮条纹，sinθ ≈ tanθ ≈ Δy/L，L为屏幕距离狭缝的距离，Δy为中央亮条纹的宽度。
其次，在基础知识讲解环节，我发现部分学生对光的衍射与偏振的原理理解不够深入。这可能是因为我讲解时没有充分运用图表、示意图等辅助工具，或者讲解的节奏过快，没有给学生足够的思考时间。为了解决这个问题，我计划在未来的教学中，更加注重使用图表和示意图来帮助学生理解，并在讲解过程中适时停顿，让学生有时间消化和理解。
五、教学过程设计
1. 导入新课（5分钟）
目标：引起学生对光的衍射与偏振现象的兴趣，激发其探索欲望。
过程：
开场提问：“你们知道光的衍射与偏振是什么吗？它们在日常生活中有哪些应用？”
展示一些关于光的衍射与偏振现象的图片和视频片段，让学生初步感受光的波动性的魅力。
简短介绍光的衍射与偏振的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。
其中，λ为光波波长，D为光波导直径。
注意：衍射限制角度θ决定了光波导的数值孔径（NA），数值孔径越大，光波导对光束的聚焦能力越强。
八、课堂小结，当堂检测
高中物理 第五章 光的波动性 第4节 激光课件 教科版选修3-4.ppt
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板书设计
第四节 激 光
1．激光的产生：受激辐射→光放大 2．激光的特性：强度大、方向性好、单 色性好、相干性好、覆盖波段宽而且可 调谐 3．激光的应用：激光加工、激光检测、 激光通信、激光医学、激光照排、光盘、 测距、测速、国防、科技等
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活动一 激光的产生
问题1 什么是激光？
* 激光是原子受激辐射产生的光。激光 是一种特殊的光，自然界中的发光体不能 发出激光。
** 激光是人工相干光，发光的方向、频 率、偏振方向均相同，两列相同激光相遇可 以发生干涉。
3
活活动动一一 激光的产生
问题2 激光是如何产生的？（了解）
稳态、亚稳态、粒子数反转、受激辐射
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活动二 激光的特殊性质
问题3 你对激光有何认识？激光的特性有哪些？
激光的特性：
1．强度大 2．方向性好 3．单色性好 4．相干性好 5．覆盖波段宽而且可调谐
5
活动二 激光的应用
问题1 针对激光的以上特性，你觉得激光会有哪 些方面的典型应用?
激光的典型应用：
1．激光加工（能量大） 2．激光加工（相干性好） 3．激光检测（亮度高） 4．激光通信（平行度高、能够调制） 5．激光医学（能量大、平行度高） 6．激光照排（平行度高等）
6
激光的典型应用： 7．光盘（平行度高、能量大） 8．测距、测速（平行度高、方向性好）舞台布景等 11．应用前景：激光化学、激光生物学、激 光工业、激光核聚变、激光分离同位素等
7
小结：
• 问题1：激光是怎样的一种光？ • 问题2：自然界存在激光吗？ • 问题3：激光的特性有哪些？ • 问题4：激光有哪些典型的应用？分别利用了激
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利用激光杀死病人鼻癌细胞
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现象:光通过第一片偏振片后再转动第二片偏振片,光的强 弱会发生变化
结论:光也会发生偏振,说明光是横波.
3.什么是自然光?自然光与偏振光的区别?
自然光:由光源(太阳、电灯等）直接发光而来。 0 特点：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向 振动的光，且各振动方向的光强相等。
I
偏振光:在垂直于传播方向的平面内，只沿某 一个方向振 动的光。反射光都是偏振光。
5.光的偏振现象的应用?
拍摄水下的景物或玻璃展览橱窗中的成例 品的照片(在照相机的镜头上加虑光片)
例1.两个偏振片紧靠在一起将它们放在一盏灯的前面 以致没有光通过．如果将其中的一片旋转180度，在旋转过 程中，将会产生下述的哪一种现象（ A ）
A、透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零
B、透过偏振片的光强光增强，然后减少到非零的最小值 C、透过偏振片的光强在整个过程中都增强 D、透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强
取一根软绳，一端固定 在墙上，手持另一端上下 抖动，就在软绳上形成一 列横波.
2.什么是光的偏振现象?
实验二:让光源的光通过一片偏振片 (※) 现象:偏振片无论如何转动,光线不会发生变化
结论:在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿 任意方向振动的强度相同.
实验三:让光源的光通过用两片偏振片(起振器,检偏器)
三、激光特性
a、单色性
b、方向性 c、相干性 d、高亮度（能量）
四、激光的应用
1、天文领域：激光望远镜测天体距离。
2、工业材料的加工：激光雕刻、切割、焊接。
3、医学领域：激光手术。 4、信息技术领域： a、信息传输（激光光纤）； b、信息存储（激光刻录CD、DVD、软件）。 5、军事领域： a、激光制导炸弹； b、激光热武器。
1、概念： 激光准确内涵是“来自受激辐射的放大、 增强的光”。 英文全称为 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 缩写为Laser，中文也常常音译为“镭射”。 2、产生机理： 激光的产生原理是利用了物质原子受激辐射后发 生跃迁的特性。
光的偏振和激光
光 的 偏 振 （导读与导学)
1.横波与纵波的区别?什么是横波的偏振现象?
2.什么是光的偏振现象?
3.什么是自然光?自然光与偏振光的区别?
4.两个重要提示.
5.光的偏振现象的应用?
6.学生活动:阅读材料<<偏振光与立体电影>>
1.横波与纵波的区别?什么是横波的偏振现象? 实验一:横波的偏振现象
自然光 偏振光
.
. . . .
起偏器
自然光通过偏振片后 变为(线)偏振光
检偏器
利用偏振片检验光 线的偏振化程度
4.两个重要提示. (1)光波是电磁波，光波的感光作用和生理等作用 主要是由电场强度E所引起的。所以常将E的振 动称为光振动 线偏振光 · （2）如果光入射角合适，使 · i0 i0 · S · n1 ·· · · 反射光与折射光之间的 r0 n2 0 夹角为90 .这时反射光和 · 折射光都是偏振光,且偏 起偏振角 振的方向相互垂直.
现象 B、反射现象 C、折射现象 D、衍射现象
例3.光源发出的光，沿各个方向振动 光波强度都相同 的 . 叫自 然光，_______ 太阳 、________ 电灯 等普通光源发出 一定 的光是自然光，振动方向____________ 光叫 偏振光．
一、激光