四川省广安市岳池县第一中学高中物理《5.3-4 光的衍射与偏振 激光》学案 教科版选修3-4
高中物理第五章光的波动性第节光的衍射与偏振激光教学案教科版选修3
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。
对应学生用书P68[自读教材·抓基础](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，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小。
如图5－3－1所示。
四川省广安市岳池县第一中学高中物理11 简谐运动学案 教科版选修34
学案1 简谐运动[学习目标定位]1.了解什么是机械振动、简谐运动.2.知道什么是弹簧振子，理解振子的位移.3.知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义，理解周期和频率的关系.4.理解简谐运动的能量，学会分析弹簧振子中动能、势能和机械能的变化情况．的长度成1．在弹性限度内，弹力的大小跟弹簧的总量保．机械能守恒定律：在只有重力或2做功的系统内，动能和势能会发生相互转化，但持不变．1一、机械振动物体(或物体的某一部分)在某一位置两侧所做的运动，叫做机械振动，通常简称为这个位置称为二．简谐运动图11．振子模型：如图1所示，如果小球与水平杆之间的忽略不计，弹簧的质量比小球的质量，也可以忽略不计，这样的系统称为弹簧振子．2．如果物体所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成，并且总指向，则物体所做的运动叫做简谐运动．3．描述简谐运动的物理量有、和频率．4．做简谐运动的振动系统，如果不考虑摩擦和空气阻力，振动系统的守恒．2一、简谐运动[问题设计]如图2所示，小球静止在O点时，弹簧没有发生形变，长度为原长．把小球拉到平衡位置的右方A点时，弹簧伸长量为OA，放开小球，观察小球的振动，并回答下列问题．图2(1)若水平杆与小球之间有摩擦，则小球运动一段时间会停止，若忽略摩擦，会怎样？(2)(忽略摩擦力)弹簧最大伸长的长度OA和弹簧最大压缩的长度OA′有什么关系？(3)(忽略摩擦力)小球从A经O到A′和小球从A′经O到A所用的时间有什么关系？(4)小球在运动过程中所受的弹力的方向有什么特点？(5)若以O为坐标原点，沿振动方向建立Ox轴，向右为正，则小球受到的弹力与小球位移有什么关系？(位移是相对于O点的)3[要点提炼]1．弹簧振子是一种模型，表现在构造上是一根没有质量的弹簧一端固定，另一端连接一个；表现在运动上是(填“有”或“没有”)阻力．2．弹簧振子的平衡位置：振子原来时的位置．3．位移(1)定义：振子在某时刻的位移是从指向振子某时刻的有向线段．(2)特点：运动学中位移是由初位置指向末位置，而振子的位移是以为参考点，由平衡位置指向振子某时刻所在位置．4．回复力(1)回复力是根据力的命名的，它可以是弹力，也可以是其他力(包括摩擦力)，或几个力的合力，或某个力的分力．(2)回复力的方向总是指向，回复力为的位置就是平衡位置．5．简谐运动的动力学特征：回复力F＝.(1)k是比例系数，并非弹簧的劲度系数(水平弹簧振子k为劲度系数)．其值由振动系统决定，与振幅无关．(2)“－”号表示回复力的方向与位移的方向6．简谐运动是最、最的振动．一切复杂的振动都可看成是若干简谐运动的叠加．[延伸思考]判断弹簧振子的平衡位置是以“弹簧处于原长位置时振子的位置”为依据吗？F＝－kx中的“x”是弹簧振子中弹簧的伸长量吗？二、振幅、周期和频率[问题设计]4图3如图3所示，水平桌面上的木质框架质量为M，悬挂在框架上的轻质弹簧劲度系数为k，小铁球质量为m.小铁球能静止在A点，现将小铁球从A上方1 cm处的B由静止释放，经0.5 s小铁球第1次到达A点．小铁球的运动可视为简谐运动，则：1．小铁球的周期是多少？振幅多大？2．有人说小铁球的振幅只不过是其振动过程中位移的一个特殊值而已，你是否赞同这个观点？[要点提炼]1．振幅A(1)振幅：振动物体离开平衡位置的距离，是标量，在数值上等于的绝对值．(2)物理意义：表示的物理量，对同一振动系统，振幅越大，表示振动系统的越大．2．全振动54图的运动叫做一次全振动，例如水平方向运动的弹簧振子的运)振动物体往返一次(以后完全重复原来的运动′A、A如图4所示，其中O为平衡位置，→O或A→OA′→O→A为一次全振动．(→动：O→A→OA′→) 为最大位移处．周期和频率3内容周期频率做简谐运动的物体完成一次单位时间内完成的的次定义所用的时间，叫做振动的周期数，叫做振动的频率单位为(s)单位为(Hz)单位物理频率是表示周期是表示的物理量的物理量含义决定物体振动的周期和频率，由振动系统决定，与无关因素11 关系式T＝或f＝fT三、简谐运动的能量及运动中各物理量的变化[问题设计]图5如图5所示为水平弹簧振子，振子在A、B之间往复运动，(1)弹性势能最大的位置是________(A、O或B)，动能最大的位置是________(A、O或B)．(2)在一个周期内的能量是如何变化的？[要点提炼]1．弹簧振子在振动的一个周期内，动能和弹性势能完成两次周期性的变化，经过平衡位置时，最大，6最小．最大，最小，经过最大位移处时，守恒(所以2．弹簧振子振动过程中只有弹力做功，在任意时刻的动能和弹性势能之和，即1＝mv2m＝Epm＝Ekm.)保持不变．即E＝Ep＋Ek23．简谐运动中，位移、、三者的变化周期相同，变化趋势相同，均与的变化趋势相反，是位移、回复力和加速度方向变化的转折点．4．处是速度方向变化的转折点．一、对简谐运动回复力的理解例1如图)之间做往复运动，下列说法正确的是、所示，弹簧振子在光滑水平杆上的6AB(7图6A．弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用B．弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力作用C．振子由A向O运动过程中，回复力逐渐增大D．振子由O向B运动过程中，回复力的方向指向平衡位置二、对简谐运动的振幅、周期、频率的理解例2弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，A、B间的距离是20 cm，振子由A运动到B的时间是2 s，如图7所示，则()8图7A．从O→B→O振子做了一次全振动B．振动周期为2 s，振幅是10 cmC．从B开始经过6 s，振子通过的路程是60 cmD．从O开始经过3 s，振子处在平衡位置针对训练一个做简谐运动的质点，先后以同样的速度通过相距10 cm的A、B两点，历时0.5 s(如图8所示)．过B点后再经过t＝0.5 s质点以大小相等、方向相反的速度再次通过B点，则质点振动的周期是()图8A．0.5 s B．1.0 sC．2.0 s D．4.0 s9三、对简谐运动能量的理解例3如图M.O，已知振子的质量为B9所示，一弹簧振子在A、间做简谐运动，平衡位置为图9(1)简谐运动的能量取决于________，物体振动时________能和________能相互转化，总______守恒．(2)振子在振动过程中，下列说法中正确的是()A．振子在平衡位置，动能最大，弹性势能最小B．振子在最大位移处，弹性势能最大，动能最小C．振子在向平衡位置运动时，由于振子振幅减小，故总机械能减小D．在任意时刻，动能与弹性势能之和保持不变(3)若振子运动到B处时将一质量为m的物体放到M的上面，且m和M无相对滑动而一起运动，下列说法正确的是()10A．振幅不变B．振幅减小C．最大动能不变D．最大动能减小111．(简谐运动的平衡位置和位移)如图10所示，弹簧下端悬挂一钢球，上端固定，它们组成一个振动的系统，用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，钢球便上下振动起来，若以竖直向下为正方向，下列说法正确的是()图10A．钢球运动所能达到的最低处为平衡位置B．钢球原来静止时的位置为平衡位置C．钢球振动到距原静止位置下方3 cm处时位移为3 cmD．钢球振动到距原静止位置上方2 cm处时位移为2 cm2．(对简谐运动回复力的理解)如图11所示，弹簧振子B上放一个物块A，在A与B一起做简谐运动的过程中，下列关于A受力的说法中正确的是()12图11A．物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力B．物块A受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力C．物块A受重力、支持力及B对它的恒定的摩擦力D．物块A受重力、支持力及B对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力3．(描述简谐运动的物理量)弹簧振子在AOB之间做简谐运动，O为平衡位置，测得A、B之间的距离为8cm，完成30次全振动所用时间为60 s，则()A．振子的振动周期是2 s，振幅是8 cmB．振子的振动频率是2 HzC．振子完成一次全振动通过的路程是16 cmD．从振子通过O点时开始计时，3 s内通过的路程为24 cm4．(简谐运动的能量)一个做简谐运动的物体，每次势能相同时，下列说法中正确的是() A．有相同的动能B．有相同的位移C．有相同的加速度D．有相同的速度13。
高中物理第5章光的干涉衍射偏振第3、4节光的偏振激光与全息照相教学案4
第3、4节光的偏振__激光与全息照相1．光的偏振说明光是横波，光的偏振应用很多，如照相机镜头前的偏振滤光片和立体电影等。
2．偏振片是一种特殊的光学元件，只能让某一方向的振动的光通过。
3．激光具有相干性高、平行度好、亮度高的特点，在生活中的各个领域，激光都有广泛的应用。
对应学生用书P55光的偏振1．自然光太阳、电灯等普通光源发出的光，在垂直于传播方向的平面内，光波可沿任何方向振动，光振动在平面内是均匀分布的。
2．偏振光自然光通过偏振片(起偏器)之后，只有振动方向与“狭缝”方向一致的光波才能通过。
自然光通过偏振片后，就能获得偏振光。
3．起偏器和检偏器(1)用于获得偏振光的偏振片叫起偏器，用于检查通过起偏器的光是不是偏振光的偏振片叫检偏器。
(2)偏振器的偏振化方向：偏振光能完全通过的方向。
4．偏振现象的应用(1)在照相机镜头前装一偏振片，并适当旋转偏振镜片，能够阻挡偏振光，消除或减弱光滑物体表面的反光或亮斑。
(2)利用偏振光通过受力的塑料或玻璃时，偏振化方向会发生变化，这一现象可以检查应力的分布情况以及用于地震预报。
(3)立体电影，液晶显示器，汽车挡风玻璃等。
[跟随名师·解疑难]1．偏振现象对横波，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能毫无阻碍地通过狭缝；当狭缝的方向与质点的振动方向垂直时，横波就不能通过狭缝，这种现象叫做横波的偏振，偏振是横波特有的现象。
2．自然光和偏振光的比较自然光偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿所有方向，且沿各个方向振动的光强度都相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某一特定方向(与起偏器的偏振化方向一致)[特别提醒](1)我们平时所看到的光，除直接从光源射来的光，其他多为偏振光。
(2)自然光经镜面反射后的反射光是偏振光。
(3)只有横波才能发生偏振现象，光是横波。
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)对于光的偏振，以下认识正确的是( )A．振动方向在平行于传播方向的平面上，只沿特定方向振动的光是偏振光B．从电灯等光源直接发出的光本身就是偏振光C．通过偏振片去看电灯发出的光，看到透射光亮度无变化，说明透射光不是偏振光D．光的偏振现象使人们认识到光是一种横波解析：选D 由自然光和偏振光的关系可知A错误；平时我们看到的光，除直接从光源射来的光以外，几乎都是偏振光，所以B错误；透过偏振片后的光一定是偏振光，所以C 错误；横波只沿某一特定方向振动，所以D正确。
四川省广安市岳池县第一中学高中物理43 光的全反射学案 教科版选修34
光的全反射学案3理解光的全反射，会利用.2.]1.理解光疏介质和光密介质，了解“疏”与“密”是相对的[学习目标定位了解全反射棱.4.全反射解释有关现象.3.理解临界角的概念，能判断是否发生全反射并能画出相应的光路图镜和光导纤维．光在两种介质的分界面发生反射时，反射角等于入射角，当发生折射时，)、“折射角”之间的关系“反射角”(填“入射角”、一、光疏介质和光密介质，两种介质相比较，折射率 1 ，折射率越大，光在其中传播的速度就任何介质的折射率都的介质叫做光疏介质．的介质叫做光密介质，折射率射二、全反。
当入射角增大到某一角度，使折射1．当光从光密介质射到光疏介质的界面时，同时发生折射和时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射，这时的入射角叫做角达到1＝sin C.与介质的折射率时，发生全反射的临界角Cn的关系是：．当光从介质射入空气2(真空)n三、光导纤维光纤通信利用了光的原理，它的优点是容量，能量衰减，抗干扰能力强，传输速率等．一、全反射[问题设计]如教材图所示，让光沿着半圆柱形玻璃砖的半径射到它的平直的边上．在这个边与空气的界面上会发生反射和折射．逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的变化．[要点提炼]1．光疏介质和光密介质任何介质的绝对折射率都1，折射率越大，光在其中传播的速度就越小，两种介质相比较，折射率较大的介质叫光密介质，折射率较小的介质叫光疏介质．2．全反射现象11＝sin C.时的入射角称为全反射临界角，简称临界角，用C表示，(1)临界角：n(2)全反射发生的条件①光从介质射入介质．②入射角临界角．(3)全反射遵循的规律①折射角随着入射角的增大而增大，折射角增大的同时，折射光线的强度减弱，亮度，而反射光线的强度增强，亮度②当入射角增大到某一角度(即临界角)时，折射光线完全消失(即折射角为)，入射光线的能量反射回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律．[延伸思考]为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮？二、全反射的应用[问题设计]1．如图1所示，自行车后面有尾灯，它虽然本身不发光，但在夜间行驶时，从后面开来的汽车发出的强光照在尾灯上时，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车．那么自行车的尾灯利用了什么原理？图12．素有“光纤之父”之称的华裔科学家高锟博士，因在“有关光在纤维中的传输以用于光学通讯方面”取得的突破性成就，获得了2009年诺贝尔物理学奖，你知道光纤通讯的原理吗？[要点提炼]1．全反射棱镜的特点(1)当光于它的一个界面射入后，会在其内部发生(如图2)．全反射棱镜比平面镜的反射率高，几乎可达100%.(2)反射面不必涂任何反光物质，反射失真小．图22．光导纤维的结构与应用2 原理．(1)光导纤维传光原理：，光传播时在内芯和外套上发(2)光导纤维的构造：由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套3所示．．如图生3图光导纤维的应用：光纤通讯、医学上的内窥镜．(3)]延伸思考[ 制作自行车尾灯时，除了要求截面做成等腰直角三角形外，对材料的折射率有要求吗？一、对全反射的理解同的光线，均由空气射入玻璃砖，所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相如图例41)到达玻璃砖的圆心位置．下列说法正确的是(4图aO光线A．假若三条光线中有一条在O点发生了全反射，那一定是一定能发生全反射bO．假若光线能发生全反射，那么光线cOB 一定能发生全反射，那么光线aO能发生全反射C．假若光线bOcO的反射光线的亮度大aO．假若光线恰能发生全反射，则光线bO的反射光线比光线D 二、全反射的应用，使为过轴线的截面图，调整入射角α例一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图254光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为，求sin α的值．335 图以下关于光导纤维的说法其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．光导纤维的 结构如图6例所示，3)正确的是(6图 ．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射A ．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B ．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射C ．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用D所示．方从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图7空气中两条光线a 和b 例4其中能产生图下图给出了两棱镜的四种放置方式的示意图．＝1.5的玻璃全反射棱镜．框内有两个折射率n) 中效果的是(7 图4?全反射现象—? ?由光密介质射入光疏介质—??—全反射条件—?入射角大于等于临界角—?? 全反射—1?＝sin C —临界角—n? ?全反射棱镜—??—应用—??光导纤维—?介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的ba(1．对全反射的理解)光从介质a 射向介质b ，如果要在、)条件是(A ．a 是光密介质，b 是光疏介质 中的速度a 中的速度必须大于在介质bB ．光在介质C ．光的入射角必须大于或等于临界角D ．光的入射角必须小于临界角) 全反射的应用)关于光导纤维的说法，正确的是( (2． A ．光导纤维是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大 B 别好，所以它比普通电线衰减小．光导纤维是非常细的特制玻璃丝，但导电性能特．光导纤维是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外套两层组成，光纤是利用全反射原理来实现光的传导的C D ．在实际应用中，光导纤维必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能导光的点为该玻璃砖截面的全反射的理解3．()(2014·福建·O13)如图所示，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，)( 圆心，下图能正确描述其光路的是面平行，它们分别是玻璃是平面平行的透明玻璃砖，所示，如图全反射的理解．4()8ABCDABCD 面和和空气的界面，设为界面Ⅰ和界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改)(变光到达界面Ⅰ时的入射角，则58图 上就可能发生全反射现象A ．只要入射角足够大，光线在界面 Ⅰ 上就可能发生全反射现象Ⅱ．只要入射角足够大，光线在界面B 上都不可能发生全反射现象C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象Ⅱ．不管入射角多大，光线在界面D6。
高中物理 第五章 光的波动性 3 光的衍射与偏振 4 激光学案 教科版选修34
3 光的衍射与偏振4 激光[学习目标] 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.一、光的衍射1.光的衍射：光通过很小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了直线传播方向，在屏上散开到相当大的范围，这种现象叫做光的衍射.2.衍射图像(1)定义：衍射时产生的明暗条纹或光环.(2)单缝衍射图像的特点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.光的衍射现象进一步证明了光具有波动性.二、光的偏振1.线偏振光：如果光振动的方向限在一个平面，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、振动方向不同而互不相干的线偏振光组成的，称为自然光.3.光的偏振现象进一步证实光是横波.三、激光激光的特点及应用[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)衍射条纹和干涉条纹都是明暗相间的，所以二者是一样的.( ×)(2)只有波长长的光才发生明显的衍射现象.( ×)(3)横波和纵波都能产生偏振现象.( ×)(4)自然光通过偏振片可以获得偏振光.( √)(5)用激光做双缝干涉实验这是应用了激光具有高度的相干性的特点.( √)2.下列四幅图片中属于光的干涉的是________，属于光的的衍射的是________.答案 a bd一、光的衍射[导学探究] (1)让一束激光照射在游标卡尺两个卡脚之间的缝上，逐渐减小两个卡脚之间的距离，使缝越来越小，观察照在屏幕上光斑现象的变化.缝宽大约多大时屏幕上出现条纹？缝间距变小时，条纹有什么变化？(2)用针尖在一张厚纸上扎一个很小的小孔，用眼睛通过小孔观察太阳光，会观察到什么现象？答案(1)大约0.4mm时会出现条纹，当缝间距变小时，屏幕上条纹间距逐渐变宽，但亮度逐渐减弱.(2)会观察到中央为亮圆，周围为彩色的圆环.[知识深化] 三种衍射图样的特点(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，中央为白色条纹. ②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)①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2所示.图2②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(多选)关于光的衍射现象，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黑相间的直条纹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，不存在光的衍射答案AC解析红光照到狭缝上产生的衍射图样是红暗相间的直条纹，白光的衍射图样是彩色条纹，光照到不透明小圆盘上，在其阴影中心处出现亮点，是衍射现象，光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项屏中大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象.二、单缝衍射与双缝干涉的比较1.不同点(1)产生条件⎩⎪⎨⎪⎧ 单缝衍射：只要狭缝足够小双缝干涉：频率相同的两列光波相遇叠加(2)图样⎩⎪⎨⎪⎧ 单缝衍射的图样是中央为最宽最亮的亮条纹，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减弱的结果.(2)都是波特有的现象，表明光是一种波.例2 如图3所示的四幅明暗相间的条纹，分别是红光、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(黑色部分表示亮条纹).则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是( )图3A.红黄蓝紫B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄D.蓝黄红紫答案 B解析 双缝干涉条纹平行等距，且波长越长，条纹间距越大，而红光波长比蓝光波长长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；又由于黄光波长比紫光波长长，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.针对训练 (多选)如图4(a)所示是做双缝干涉实验的示意图.先做操作1：用两块不同颜色的滤光片分别挡住双缝屏上下两半部分Ⅰ和Ⅱ；接着再做操作2：用不透明的挡板挡住b 缝.若两块滤光片一块是红色，一块是蓝色，则( )图4A.完成操作1后，光屏上出现的是图(b)图案，且甲是红色条纹，乙是蓝色条纹B.完成操作1后，光屏上出现的是图(c)图案，且丙是蓝色条纹，丁是红色条纹C.完成操作2后，光屏上出现的是图(b)图案，且甲是蓝色条纹，乙是红色条纹D.完成操作2后，光屏上出现的是图(c)图案，且丙是红色条纹，丁是蓝色条纹答案AD解析题图(b)中的条纹为等间距明暗相间条纹，是干涉图样，再根据条纹宽度的有关因素分析即可.题图(c)为中间最宽且不等间距明暗相间条纹，是衍射条纹，再根据条纹宽度的有关因素进行分析即可.操作1是双缝干涉实验，故条纹间距相等，光屏上出现题图(b)图案，由图案知甲的波长大于乙的波长，故甲为红色条纹，乙为蓝色条纹，A正确；操作2是单缝衍射，条纹间距不相等，光屏上为题图(c)图案，再结合波长关系可知D正确.三、光的偏振[导学探究] 如图5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；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？图5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；当偏振片Q与P的透振方向垂直时，光不能透过Q.[知识深化] 对偏振方向与透振方向的理解透振方向：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，只有沿着这个方向振动的光波才能顺利通过偏振片，这个方向叫做“透振方向”.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，光不能穿过偏振片.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，只是透过的光的强度介于平行和垂直两种情况之间.例3(多选)如图6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( )图6A.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解析自然光在垂直于传播方向的平面内，沿各个方向的振动是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只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，故A错；它通过偏振片A后，即变为偏振光，故B对；设通过A的光沿竖直方向振动，而偏振片B只能通过沿水平方向振动的偏振光，则P点无光亮，以SP为轴将B转过180°后，P处仍无光亮，故C 错；以SP为轴将B转过90°后，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，故D对.四、激光的特点和应用[导学探究] 激光作为一种人造光源在科研、通信、工业生产、军事科技等领域都有着广泛应用，如激光干涉仪、激光切割机、激光炮等，如图7.激光的应用如此广泛，激光到底具有哪些特性？图7答案 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.例4关于激光的应用问题，下列说法中正确的是( )A.光纤通信是应用激光方向性非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息的B.计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点C.医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点答案 C解析由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用了激光的相干性好，A错误；计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的方向性好，B错误；医疗中用激光做“光刀”利用了激光的亮度高、强度大的特点，C正确；激光测距利用的是激光的方向性好的特点，D错误.1.(光的衍射)让烛光照射到一块遮光板上，板上有一个可自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢地由大收缩变小直到闭合时，则在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)( )A.三角形光斑倒立的烛焰明暗相间的圆环B.三角形光斑圆形光斑倒立的烛焰C.倒立的烛焰圆形光斑明暗相间的圆环D.三角形光斑明暗相间的圆环倒立的烛焰答案 A解析当三角形孔较大时，屏上出现一个三角形光斑，如图甲所示，随着三角形缓慢地收缩，光斑逐渐变小；当三角形孔小到一定程度时，屏上会出现倒立的烛焰，如图乙所示；继续使三角形孔缓慢收缩，可以观察到小孔衍射图样；当孔闭合时，屏上就会一片黑暗.2.(单缝衍射与双缝干涉的比较)如图8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8A.a 、b 是光的干涉图样B.c 、d 是光的干涉图样C.形成a 图样的光的波长比形成b 图样的光的波长短D.形成c 图样的光的波长比形成d 图样的光的波长短答案 A解析 干涉条纹是等间距的条纹，因此a 、b 是干涉图样，c 、d 是衍射图样，故A 项正确，B 项错误；由公式Δx ＝l dλ可知，条纹宽的入射光的波长长，所以a 图样的光的波长比b 图样的光的波长长，故C 项错误；c 图样的光的波长比d 图样的光的波长长，故D 项错误.3.(光的偏振的应用)(多选)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9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( )图9A.到达O 处的光的强度会明显减弱B.到达O 处的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解析 自然光通过偏振片后得到振动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α，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α，故C 、D 都正确.4.(激光的应用)(多选)激光火箭的体积小，却可以装载更大、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提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，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.方向性好C.高能量D.相干性好答案BC解析由于激光站与火箭相距较远，为了减少能量损失，必须要求激光具有很好的方向性，同时利用激光的高能量特点.一、选择题考点一光的衍射1.(多选)用游标卡尺观察光的衍射现象时，下列说法中正确的是( )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观察B.游标卡尺狭缝平行于日光灯观察时，可观察到中央为白色条纹，两侧为彩色条纹，且彩色条纹平行于日光灯C.狭缝宽度由0.5mm缩小到0.2mm，条纹间距变宽，亮度变暗D.狭缝宽度由0.5mm扩展到0.8mm，条纹间距变宽，亮度变暗答案BC解析当游标卡尺狭缝平行于日光灯，狭缝远离日光灯时，眼睛应靠近狭缝进行观察，观察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，衍射现象越明显，即条纹间距变宽，但亮度变暗，C正确，D错误.2.(多选)在单缝衍射实验中，下列说法正确的是( )A.其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B.其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C.其他条件不变，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D.其他条件不变，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，条纹间距也越宽，黄光波长大于绿光波长，所以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，衍射条纹间距会变宽，B 错误；当光的波长一定，单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距会变宽，D 正确.3.(多选)沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象，发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗，这是由于在这种情况下( )A.只有波长较短的一部分光才能到达地面B.只有波长较长的一部分光才能到达地面C.只有频率较高的一部分光才能到达地面D.只有频率较低的一部分光才能到达地面答案 BD解析 根据光发生明显衍射现象的条件知，发生沙尘暴时，只有波长较长的一部分光能到达地面，据λ＝c f知，到达地面的光是频率较低的一部分光，故选项B 、D 正确.4.(多选)抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图1所示.激光束通过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝时产生的条纹规律相同，则( )图1A.这是利用光的干涉现象B.这是利用光的衍射现象C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了D.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了答案 BD解析 由题图图样可知，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.5.某同学使用激光器做光源，在不透光的挡板上开一条宽度为0.05mm 的窄缝，进行光的衍射实验，如图2所示，则他在光屏上看到的条纹是( )图2答案 B解析单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，故衍射条纹也是水平的，B对.考点二单缝衍射与双缝干涉的比较6.(多选)关于衍射，下列说法中正确的是( )A.衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果B.双缝干涉中也存在着光的衍射现象C.一切波都很容易发生明显的衍射现象D.影子的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实答案AB7.如图3所示，a表示单缝，b表示双缝，用某单色光分别照射竖直放置的单缝和双缝，在缝后较远位置竖直放置的光屏上可以观察到明暗相间的条纹(图中阴影表示亮条纹)，则( )图3A.图c表示单缝衍射条纹，图d表示双缝干涉条纹B.单缝S越宽，越容易观察到对应的明暗条纹C.双缝间距离越小，对应条纹间距越大D.照射双缝的单色光波长越短，对应条纹间距越大答案 C解析根据单缝衍射条纹间距不等，而双缝干涉条纹间距相等，则有题图c表示双缝干涉条纹，题图d表示单缝衍射条纹，故A错误；根据发生明显衍射现象的条件可知，当单缝S 越窄时，越容易观察到对应的明暗条纹，故B错误；在双缝干涉中，干涉条纹的间距Δx＝lλ，由公式可得，条纹间距与波长λ、缝与屏之间的距离l成正比，与双缝间的距离d成d反比，故C正确，D错误.8.一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹，现将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到( )A.与原来相同的明暗相间的条纹，只是亮条纹比原来暗些B.与原来不同的明暗相间的条纹，而中央亮条纹变宽些C.只有一条与缝宽对应的亮条纹D.无条纹，只存在一片红光答案 B考点三光的偏振9.(多选)如图所示，一束自然光通过偏振片照射到光屏上，则图中光屏上发亮的有(偏振片上用箭头表示其透射方向)( )答案ABD解析自然光通过偏振片后成为偏振光，当偏振光的振动方向与偏振片的透振方向平行时能够通过，垂直时不能通过，所以A、B、D正确.10.(多选)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( )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，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光线是偏振光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，可以看到彩色条纹答案ABC解析自然光通过第一个偏振片后形成单一振动方向的偏振光，再通过第二个偏振片时，若偏振片的透振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，若二者平行则透射光最强，故选项A反映了光的偏振特性；一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线垂直时，反射光线和折射光线都是偏振光且偏振方向垂直，选项B反映了光的偏振特性；拍摄水中景物或玻璃橱窗中景物时，由于水或玻璃表面反射光较强，使所拍摄景物不清晰，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，则能有效防止反射光进入照相机，从而使所拍景象更清晰，选项C反映了光的偏振特性；选项D 中通过手指间的缝隙观察日光灯，看到彩色条纹是光的衍射现象.11.如图4所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的振动方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化.设偏振片1和偏振片2透振方向相同，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是( )图4A.到达偏振片2的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大B.到达偏振片2的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大C.到达偏振片2的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小D.到达偏振片2的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小答案 B解析根据题意知，温度变化越大，光通过光纤时振动方向变化越大，偏振片1和偏振片2的透振方向是相同的，光从光纤中通过时振动方向变化越大，透过偏振片2的光强度就会越小，所以光接收器接收的光强度也就会越小，因此选项B正确.考点四激光及应用12.(多选)以下说法中正确的是( )A.激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性B.由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象C.光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物D.普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还可以记录光波的相位信息答案ACD二、非选择题13.(光的衍射)某同学自己动手制作如图5所示的装置观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，整个装置位于一暗箱中，实验过程如下：图5(1)该同学用一束太阳光照射A屏时，C屏上没有出现干涉条纹；移去B屏后，在C屏上出现不等间距条纹，此条纹是由于______________产生的.(2)移去A屏后，遮住缝S1或缝S2中的任一个，C屏上均出现一窄亮斑，出现以上实验结果的主要原因是______________________________________.(3)若光通过缝S1或缝S2后在C屏上依次出现如图6甲、乙、丙、丁所示条纹，说明了什么？________________________________________________________________________.图6答案(1)光的衍射(2)双缝S1、S2太宽(3)缝S1或缝S2越来越窄解析(1)移去B屏后只剩下单缝，故发生单缝衍射现象形成条纹，故此条纹是由于光的衍射产生的.(2)没有出现明暗相间的条纹而只出现一个窄亮斑，说明衍射现象不明显，故主要原因是双缝S1、S2太宽.(3)从四张照片的单缝衍射图样可以看出，由题图甲到题图丁，衍射现象越来越明显，说明缝S1或缝S2越来越窄.。
高中物理光的衍射教案
高中物理光的衍射教案
一、教学目标：
1. 了解光的衍射现象及其原理。
2. 掌握光的衍射的条件和规律。
3. 能够运用衍射原理解释光的传播和干涉现象。
二、教学内容：
1. 光的衍射现象及其表现形式。
2. 光的衍射的条件和规律。
3. 衍射对光的传播和干涉的影响。
三、教学重点与难点：
重点：光的衍射现象及其条件和规律。
难点：运用衍射原理解释光的传播和干涉现象。
四、教学过程：
1. 导入：介绍衍射现象，引出本节课的主题。
2. 学习：讲解光的衍射的条件和规律，以及衍射对光的传播和干涉的影响。
3. 演示：进行光的衍射实验，展示不同条件下的衍射现象。
4. 练习：让学生进行练习，巩固所学知识。
5. 总结：总结本节课的重点内容，强化学生的理解和记忆。
6. 布置作业：布置相关练习题，以检验学生掌握情况。
五、教学手段：
1. 讲授
2. 实验
3. 互动讨论
六、教学资源：
1. 教案
2. 课件
3. 实验器材
4. 相关教材
七、评估与反馈：
1. 在课堂上进行形式评估，检验学生对光的衍射相关知识的掌握情况。
2. 收集学生反馈意见，及时调整教学方法和内容。
八、拓展延伸：
1. 让学生自行设计实验，观察并总结衍射现象。
2. 给学生布置有关光的衍射研究课题，拓展学生的知识面和思维深度。
以上为高中物理光的衍射教案范本，希望对您有所帮助。
如需进一步了解教案内容或有其他问题，请随时与我联系。
祝教学顺利！。
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
2017教科版高中物理选修5.3-4《光的衍射与偏振 激光》word学案
2017教科版高中物理选修5[学习目标定位] 1.明白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讲明和分析.3.认识光的偏振现象，明白光是横波.4.明白偏振光和自然光的区别，能用偏振知识来讲明生活中的一些常见光学现象.5.了解激光的特性及应用．1．波能够的现象叫波的衍射．产生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸，或比波长小．2．横波是质点振动方向跟波的传播方向的波．纵波是质点振动方向跟波的传播方向平行的波．一、光的衍射1．概念：光通过专门小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了的方向而绕到狭缝(或圆孔)后面连续传播的现象．2．衍射图像：单色光的单缝衍射图像的特点是中央有一条的条纹，两边是对称而的条纹，亮条纹的强度向两边白光的单缝衍射图像的特点是中央是一条，两边是专门快减弱的3．发生明显衍射现象的条件：当单缝(或圆孔)的尺寸跟光的波长相差，或者比波长时，会发生明显的衍射现象．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．意义：光的偏振现象进一步证实了光是波．三、激光1．激光的专门性质：、、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．一、光的衍射[咨询题设计]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？什么原因声波容易发生衍射现象而光波不容易发生衍射现象呢？[要点提炼]1．各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，即使影的轮廓2．光产生明显衍射现象的条件在障碍物或小孔的尺寸能够跟光的波长，甚至比光的波长的时候，就会产生明显的衍射现象．3．衍射图样的特点(1)单缝衍射图样的特点：①中央条纹两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐步，亮度逐步②光的波长一定时，单缝窄的中央条纹，各条纹间距；单缝不变时，光波波长大的中央条纹，条纹间距③白光的单缝衍射条纹是中央为，两侧为(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，别处是明暗相间的(填“等距”或“不等距”)的圆环，越向外，亮环亮度越②白光的圆孔衍射图样中央亮圆为，周围是圆环．(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，会发觉在阴影中心有一个，这确实是闻名的泊松亮斑．②图样特点：中央是一个亮斑，圆板阴影的边缘模糊，阴影外边有明暗相间的圆环．[延伸摸索]衍射现象明显确实是衍射条纹更亮吗？二、光的偏振[咨询题设计]1．取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，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．如果手持绳的一端左右抖动，会在绳上形成另一列横波，质点在水平平面内沿着左右方向振动．现在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放置及与振动方向垂直放置，观看发生的现象(如图1甲、乙所示)．如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波，观看发生的现象(如图丙所示)．这两种现象讲明什么？图12．如图2所示，取一个偏振片P，让阳光通过偏振片P，在P的另一侧观看，能够看到偏振片是透亮的；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？这讲明什么？图2[要点提炼]1．横波、纵波的判定方法(1)直截了当看质点的振动方向与波传播方向的关系．若，为横波；若，为纵波，这种方法适用于可看得见质点振动方向的机械波．(2)看波能否通过两个互相垂直且共线的“狭缝”，通过两个“狭缝”的为纵波，通过的为横波．2．偏振片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，只有沿着振动的光波才能通过偏振片，那个方向叫做透振方向．偏振片对光波的作用就像的作用一样．3．光的偏振现象表明光是一种波．自然光偏振光光的来源直截了当从光源发出的光自然光通过起偏振器后的光光的振动在垂直于光的传播方向的平面在垂直于光的传播方向的平面方向内，光振动沿所有方向，且沿各个方向振动的光强度都相同内，光振动沿某一特定方向(与起偏振器透振方向一致)举例太阳、电灯、蜡烛火焰等直截了当发出的光自然光在介质表面反射和折射形成的光5.偏振现象的应用举例(1)摄影中应用偏振光：为了排除反射光的阻碍，在镜头前安装一片偏振滤光片，让它的透振方向与玻璃表面的反射光的偏振方向，阻挡了反射光进入镜头．(2)电子表的液晶显示屏：在两块透振方向互相的偏振片当中插进一个液晶盒，液晶具有各向异性的属性，专门是对偏振光通过液晶时，其偏振方向会旋转90°，利用这种特性操纵光通过或不通过，从而显示数字的形状．一、对光的衍射的懂得例1观看单缝衍射现象时，把缝宽由0.2 mm逐步增大到0.8 mm，看到的现象是()A．衍射条纹的间距逐步变小，衍射现象逐步不明显B．衍射条纹的间距逐步变大，衍射现象越来越明显C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强D．以上现象都可不能发生例2如图3所示的4幅明暗相间的条纹，分别是红光、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)．则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是()图3A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫二、对光的偏振的懂得例3如图4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形是()图4A．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不变例4一段时刻以来，“假奶粉事件”闹得沸沸扬扬，奶粉中碳水化合物(糖)含量是一个重要指标，能够用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．图5偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会有关于传播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，则下列讲法中正确的是() A．到达O处光的强度会明显减弱B．到达O处光的强度可不能明显减弱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αD．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α1．(对光的衍射的懂得)在单缝衍射实验中，下列讲法正确的是() A．其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B．其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C．其他条件不变，换用波长较长的光照耀，衍射条纹间距变宽D．其他条件不变，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽2．(对光的衍射的懂得)关于光的衍射现象，下面讲法正确的是() A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的条纹B．白光的单缝衍射图样是白黑相间的条纹C．光照到不透亮小圆盘上显现泊松亮斑，讲明发生了衍射D．光照到较大圆孔上显现大光斑，讲明光沿着直线传播，不存在光的衍射3．(对光的偏振的懂得)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专门弱．如果将其中一个偏振片旋转180°，在旋转过程中会观看到()A．灯光逐步增强，然后逐步减弱B．灯光强度保持不变C．灯光逐步增强，没有减弱现象D．灯光逐步增强，再减弱，然后增强到最亮4．(对激光的懂得)让激光照到VCD机、CD机或运算机的光盘上，就能够读出盘上记录的信息，通过处理后还原成声音和图像，这是利用激光的()A．方向性好，能够会聚到专门小的一点上B．相干性好，能够专门容易形成干涉图样C．强度大，能够在专门短时刻内集中专门大的能量D．波长短，专门容易发生明显的衍射现象。
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学案3光的衍射与偏振激光
[学习目标定位] 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．
1．波可以的现象叫波的衍射．产生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸，或比波长小．
2．横波是质点振动方向跟波的传播方向的波．纵波是质点振动方向跟波的传播方向平行的波．
一、光的衍射
1．概念：光通过很小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了的方向而绕到狭缝(或圆孔)后面继续传播的现象．
2．衍射图像：单色光的单缝衍射图像的特点是中央有一条的条纹，两边是对称而的条纹，亮条纹的强度向两边白光的单缝衍射图像的特点是中央是一条，两边是很快减弱的
3．发生明显衍射现象的条件：当单缝(或圆孔)的尺寸跟光的波长相差，或者比波长时，会发生明显的衍射现象．
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．意义：光的偏振现象进一步证实了光是波．
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．
一、光的衍射
[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？
[要点提炼]
1．各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，即使影的轮廓
2．光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，甚至比光的波长的时候，就会产生明显的衍射现象．
3．衍射图样的特点
(1)单缝衍射图样的特点：
①中央条纹两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐渐，亮度逐渐
②光的波长一定时，单缝窄的中央条纹，各条纹间距；单缝不变时，光波波长大的中央条纹，条纹间距
③白光的单缝衍射条纹是中央为，两侧为
(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(填“等距”或“不等距”)的圆环，越向外，亮环亮度越
②白光的圆孔衍射图样中央亮圆为，周围是圆环．
(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，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，阴影外边有明暗相间的圆环．
[延伸思考]
衍射现象明显就是衍射条纹更亮吗？
二、光的偏振
[问题设计]
1．取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，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．如果手持绳的一端左右抖动，会在绳上形成另一列横波，质点在水平平面内沿着左右方向振动．
现在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放置及与振动方向垂直放置，观察发生的现象(如图1甲、乙所示)．
如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波，观察发生的现象(如图丙所示)．
这两种现象说明什么？
图1
2．如图2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；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？
图2
[要点提炼]
1．横波、纵波的判定方法
(1)直接看质点的振动方向与波传播方向的关系．若，为横波；若，为纵波，这种方法适用于可看得见质点振动方向的机械波．
(2)看波能否通过两个互相垂直且共线的“狭缝”，通过两个“狭缝”的为纵波，通过的为横波．
2．偏振片
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，只有沿着振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫做透振方向．偏振片对光波的作用就像的作用一样．
3．光的偏振现象表明光是一种波．
4．自然光和偏振光
自然光
偏振光光的来源直接从光源发出的光
自然光通过起偏振器后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面
内，光振动沿所有方向，且沿各
个方向振动的光强度都相同
在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某一特定方向(与起偏振器透振方向一致)举例
太阳、电灯、蜡烛火焰等直接发
出的光自然光在介质表面反射和折射形成的光5.偏振现象的应用举例
(1)摄影中应用偏振光：为了消除反射光的影响，在镜头前安装一片偏振滤光片，让它的透振方向与玻璃表面的反射光的偏振方向，阻挡了反射光进入镜头．
(2)电子表的液晶显示屏：在两块透振方向互相的偏振片当中插进一个液晶盒，液晶具有各向异性的属性，特别是对偏振光经过液晶时，其偏振方向会旋转90°，利用这种特性控制光通过或不通过，从而显示数字的形状．
一、对光的衍射的理解
例1观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，看到的现象是()
A．衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显
B．衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显
C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强
D．以上现象都不会发生
例2如图3所示的4幅明暗相间的条纹，分别是红光、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)．则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是()
图3
A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄
C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫
二、对光的偏振的理解
例3如图4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4
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
例4一段时间以来，“假奶粉事件”闹得沸沸扬扬，奶粉中碳水化合物(糖)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．
图5
偏振光通过糖的水溶液后，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()
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
1．(对光的衍射的理解)在单缝衍射实验中，下列说法正确的是()
A．其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄
B．其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄
C．其他条件不变，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽
D．其他条件不变，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽
2．(对光的衍射的理解)关于光的衍射现象，下面说法正确的是()
A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的条纹
B．白光的单缝衍射图样是白黑相间的条纹
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
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
4．(对激光的理解)让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图像，这是利用激光的()
A．方向性好，可以会聚到很小的一点上
B．相干性好，可以很容易形成干涉图样C．强度大，可以在很短时间内集中很大的能量D．波长短，很容易发生明显的衍射现象。