光的衍射与偏振——光的偏振 教学设计
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
光的衍射、光的偏振 课件
【规范解答】选D.光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光， 而振动沿着特定方向的光就是偏振光，但自然光和偏振光都能 发生干涉、衍射，所以A错．光的偏振现象并不罕见，除了从 光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏 振光，所以B错．光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向 无关，所以C错．自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底 片感光,D正确.
（3）泊松亮斑：障碍物的衍射现象. 各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，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 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__.
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 光或由某种介质反射或 折射的光
在垂直于光的传播方
在垂直于光的传播方向
光的振 动方向
向的平面内，光振动沿所 的平面内，光振动沿某 有方向，且沿各个方向振 个特定方向（与起偏器 动的光波的强度都相同 透振方向一致）
【特别提醒】 (1)生活中除光源直接发出的光外，我们看到的 绝大部分光都是偏振光，如自然光射到水面时的反射和折射光 线，尤其是二者互相垂直时，都是典型的偏振光，并且是完全 偏振光，振动方向相互垂直. (2)只有横波才能发生偏振现象，光是横波.
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__尺寸小的多时，光可以看成沿直线传播；在小孔或障碍物尺 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.
二、光的偏振 1.偏振现象 （1）自然光：由太阳、电灯等普通光源发出的光，它包含着 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. （2）偏振光：自然光垂直透过某一偏振片后，在垂直于传播 方向的平面上，沿着某一特定方向振动的光.自然光在玻璃、 水面、木质桌面等表面的反射光和折射光都是_偏__振__光，入射角 变化时偏振的程度也有所变化. （3）只有横波才有偏振现象.
高中物理光的偏振教案
高中物理光的偏振教案一、教学目标：1. 理解光的波动模型及光的偏振现象；2. 掌握光的偏振的基本概念和性质；3. 能够运用偏振理论解释光的各种现象。
二、教学重点：1. 光的波动模型及光的偏振现象；2. 光的偏振的基本概念和性质；3. 偏振理论在解释光的现象中的应用。
三、教学难点：1. 理解光的波动模型及光的偏振现象的涵义；2. 对光的偏振的基本概念和性质进行深入理解；3. 运用偏振理论解释实际中的光现象。
四、教学方法：1. 探究法：通过实验观察和测量，引导学生自主探究光的偏振现象；2. 对比法：将光的波动模型和光的偏振现象与传统的几何光学进行对比，帮助学生理解；3. 讨论法：引导学生在课堂上展开讨论，深化对光的偏振概念的理解。
五、教学内容：1. 光的波动模型；2. 光的偏振现象；3. 偏振器的原理和分类；4. 光的偏振在实际中的应用。
六、教学过程：1. 导入：通过实例引出光的偏振现象，让学生了解偏振的重要性；2. 探究：组织学生进行实验，观察光的偏振现象，测量光的偏振角度；3. 讲解：介绍光的波动模型和光的偏振现象的基本原理；4. 练习：让学生做一些相关练习，巩固所学知识；5. 拓展：引导学生思考光的偏振在日常生活中的应用，并展开讨论；6. 总结：总结本节课的重点内容，确保学生掌握教学目标。
七、教学资源：1. 实验器材：偏振器、偏振片等；2. 教学课件：介绍光的偏振现象的原理和应用。
八、课后作业：1. 预习下一节课内容；2. 总结本节课的重点知识，写一篇小结；3. 完成相关练习题目。
以上是本节课的教学计划，希望学生们能够认真学习，掌握光的偏振的基本原理和应用。
祝大家学习进步！。
(完整word)大学物理教案 光的干涉、衍射与偏振
教学目标 掌握惠更斯-菲涅耳原理；波的干涉、衍射和偏振的特性,了解光弹性效应、电光效应和磁光效应。
掌握相位差、光程差的计算,会使用半波带法、矢量法等方法计算薄膜干涉、双缝干涉、圆孔干涉、光栅衍射。
掌握光的偏振特性、马吕斯定律和布儒斯特定律，知道起偏、检偏和各种偏振光。
教学难点 各种干涉和衍射的物理量的计算。
第十三章 光的干涉一、光线、光波、光子在历史上，光学先后被看成“光线"、“光波”和“光子”，它们各自满足一定的规律或方程，比如光线的传输满足费马原理，传统光学仪器都是根据光线光学的理论设计的。
当光学系统所包含的所有元件尺寸远大于光波长时(p k =)，光的波动性就难以显现，在这种情况下,光可以看成“光线”，称为光线光学,。
光线传输的定律可以用几何学的语言表述，故光线光学又称为几何光学。
光波的传输满足麦克斯韦方程组，光子则满足量子力学的有关原理。
让电磁波的波长趋于零,波动光学就转化为光线光学，把电磁波量子化，波动光学就转化为量子光学。
二、费马原理光线将沿着两点之间的光程为极值的路线传播，即(,,)0QPn x y z ds δ=⎰三、光的干涉光矢量（电场强度矢量E )满足干涉条件的，称为干涉光。
类似于机械波的干涉，光的干涉满足:222010*********cos()r r E E E E E ϕϕ=++-1020212cos()r r E E ϕϕ-称为干涉项,光强与光矢量振幅的平方成正比，所以上式可改写为:12I I I =++(1—1）与机械波一样，只有相干电磁波的叠加才有简单、稳定的结果，对非干涉光有：1221,cos()0r r I I I ϕϕ=+-=四、相干光的研究方法（一)、光程差法两列或多列相干波相遇，在干涉处叠加波的强度由在此相遇的各个相干波的相位和场强决定。
能够产生干涉现象的最大波程差称为相干长度(coherence length ）。
设光在真空中和在介质中的速度和波长分别为,c λ和,n v λ，则,n c v νλνλ==，两式相除得n vcλλ=，定义介质的折射率为： c n v=得 n nλλ=可见，一定频率的光在折射率为n 的介质中传播时波长变短，为真空中波长的1n倍.光程定义为光波在前进的几何路程d 与光在其中传播的介质折射率n 的乘积nd .则光程差为(1)nd d n d δ=-=-由光程差容易计算两列波的相位差为21212r r δϕϕϕϕϕπλ∆=-=-- （1—2)1ϕ和2ϕ是两个相干光源发出的光的初相。
【方向】2020学年高中物理第十三章光第56节光的衍射光的偏振教学案新人教版选修34
【关键字】方向第5、6节光的衍射__光的偏振一、光的衍射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明条纹或亮斑，应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或暗斑的现象。
2．衍射图像：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。
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。
二、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。
三、光的偏振1．横波与纵波的特点横波中各点的振动方向总与波的传播方向笔直。
纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上。
横波有偏振现象。
2．自然光和偏振光(1)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在笔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：在笔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(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)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，会看到彩色的衍射条纹。
(√)(4)凡是波都有偏振现象。
(×)(5)反射可以引起自然光的偏振。
(√)(6)拍摄水中游鱼时，在镜前装一偏振片是利用光的偏振现象。
(√)2．合作探究——议一议(1)衍射和干涉条纹都是明暗相间的，两种条纹是否完全一样？提示：不一样。
2024届高考一轮复习物理教案(新教材粤教版)：光的干涉、衍射和偏振
第2讲 光的干涉、衍射和偏振目标要求 1.知道什么是光的干涉、衍射和偏振.2.掌握双缝干涉中出现亮、暗条纹的条件. 3.知道发生明显衍射的条件．考点一 光的干涉现象光的干涉(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹，某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象． (2)条件：两束光的频率相同、相位差恒定．(3)双缝干涉图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹．1．光的颜色由光的频率决定．( √ ) 2．频率不同的两列光波不能发生干涉．( √ )3．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是使白光变成单色光．( × )4．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是用“分光”的方法使两列光的频率相同．( √ )1．双缝干涉(1)条纹间距：Δx ＝Ldλ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大．(2)明暗条纹的判断方法：如图所示，相干光源S 1、S 2发出的光到屏上P ′点的路程差为Δr ＝r 2－r 1. 当Δr ＝nλ(n ＝0,1,2，…)时，光屏上P ′处出现明条纹． 当Δr ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0,1,2，…)时，光屏上P ′处出现暗条纹．2．薄膜干涉(1)形成原因：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．光照射到薄膜上时，从膜的前表面AA ′和后表面BB ′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加．(2)明暗条纹的判断方法：两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr 等于薄膜厚度的2倍，光在薄膜中的波长为λ. 在P 1、P 2处，Δr ＝nλ(n ＝1,2,3，…)，薄膜上出现明条纹． 在Q 处，Δr ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0,1,2,3，…)，薄膜上出现暗条纹．(3)应用：增透膜、检查平面的平整度．考向1 双缝干涉例1 在图示的双缝干涉实验中，光源S 到缝S 1、S 2距离相等，P 0为S 1、S 2连线的中垂线与光屏的交点．用波长为400 nm 的光实验时，光屏中央P 0处呈现中央亮条纹(记为第0条亮条纹)，P 处呈现第3条亮条纹．当改用波长为600 nm 的光实验时，P 处将呈现( )A ．第2条亮条纹B ．第3条亮条纹C ．第2条暗条纹D ．第3条暗条纹答案 A解析 由公式Δx ＝L d λ可知PP 03＝L d λ1，当改用波长为600 nm 的光实验时，则有PP 0n ＝Ld λ2，即n 3＝λ1λ2＝400600，解得n ＝2，即P 处将呈现第2条亮条纹，A 正确．考向2 薄膜干涉例2(多选)图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B 为待检查的物体，C为入射光，图乙为观察到的干涉条纹，下列说法正确的是()A．入射光C应采用单色光B．图乙条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的C．当A、B之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹D．由图乙条纹可知，被检查表面上有洞状凹陷答案AB例3(2021·江苏卷·6)铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是()答案 C解析薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，当入射光为复色光时，出现彩色条纹．由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹上疏下密，由于表面张力的作用，使得肥皂膜向内凹陷，故C正确，A、B、D错误．考点二光的衍射和偏振现象1．光的衍射发生明显衍射现象的条件：只有当障碍物或狭缝的尺寸足够小的时候，衍射现象才会明显．2．光的偏振(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同．(2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光．(3)偏振光的形成①让自然光通过偏振片形成偏振光．②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光．(4)偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等．(5)光的偏振现象说明光是一种横波．1．阳光下茂密的树林中，地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的．(×)2．泊松亮斑是光的衍射形成的．(√)3．光遇到障碍物时都能产生衍射现象．(√)4．自然光是偏振光．(×)1．单缝衍射与双缝干涉的比较单缝衍射双缝干涉不同点条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻亮条纹间距不等各相邻亮(暗)条纹等间距亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相同相同点干涉、衍射都是波特有的现象，都属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹2.光的干涉和衍射的本质从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，光的干涉和衍射都属于光波的叠加，干涉是从单缝通过两列频率相同的光在屏上叠加形成的，衍射是由来自单缝上不同位置的光在屏上叠加形成的．考向1单缝衍射与双缝干涉的比较例4如图所示的4种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)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是()A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫答案 B解析双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹．相邻亮条纹间距Δx＝Lλ，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3d分别对应红光和蓝光．而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，黄光波长比紫光波长长，即2、4分别对应紫光和黄光．综上所述，1、2、3、4四幅图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确．考向2光的偏振例5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．(1)偏振片A的作用是____________________________________________________________．(2)偏振现象证明了光是一种________．(3)以下说法中正确的是________．A．到达O处光的强度会减弱B．到达O处光的强度不会减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，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处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α答案(1)把自然光变成偏振光(2)横波(3)ACD解析(1)自然光通过偏振片后变为偏振光，故A的作用是把自然光变成偏振光．(2)偏振现象证明光是一种横波．(3)偏振片只能让一定偏振方向的光通过，没有样品时，要使到达O处的光最强，偏振片A、B的透光方向应相同；当放入样品时，由于样品的“旋光度”是α，即偏振方向不再与B的透光方向平行，到达O处光的强度会减弱，A正确，B错误；偏振片B转过的角度等于α，并使偏振片B的透振方向与偏振光的偏振方向平行时，光到达O处的强度将再次最大，C正确；同理，D正确．考点三几何光学与物理光学的综合应用例6如图所示，不同波长的两单色光a、b沿同一方向从空气射向半圆形玻璃砖，入射点O在直径的边缘，折射光线分别为OA、OB，则()A．a单色光的频率比b单色光的频率小B．当a、b两束光由玻璃射向空气中，a光临界角比b光临界角大C．在玻璃砖中a单色光从O到A的传播时间不等于b单色光从O到B的传播时间D．用a、b两束光在相同条件下做双缝干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光小答案 D解析因为a光的偏折程度大于b光，所以根据折射定律得知：玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，所以a单色光的频率比b单色光的频率大，故A错误；根据全反射临界角公式sin C＝1，可知，a光的折射率大，则a光的临界角小于b光的临界角，故B错误；对于n，光在任一光束研究：设入射角为i，折射角为r，玻璃砖的半径为R，则折射率为n＝sin isin r，光在玻璃中传播距离为s＝2R sin r，光在玻璃中传播时间为t＝s v，玻璃中传播速度为v＝cn，i、R、c均相等，所以在玻璃砖中a单色光从O到A的传播时间等联立以上可得t＝2R sin ic于b单色光从O到B的传播时间，故C错误；根据折射率大，频率高，波长短，可知a光的折射率大于b光的折射率，则a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，根据双缝干涉条纹间距公式，可知a光产生的干涉条纹间距比b光小，故D正确．例7如图所示，截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖，∠B＝90°，一束频率为f＝6×1014Hz的光线从AB面中点处垂直射入棱镜，在AC面发生全反射，从BC面射出后，进入双缝干涉装置．已知AC长度L＝0.3 m，双缝间距d＝0.2 mm，光屏与双缝间距离l＝1.0 m，光在真空中的传播速度为c＝3.0×108 m/s.求：(1)玻璃砖对该光线的折射率的最小值n ； (2)光线在玻璃砖中传播的最短时间t ； (3)光屏上相邻亮条纹的间距Δx . 答案 (1)2 (2)1×10－9 s (3)2.5 mm解析 (1) 由几何关系知，光线在AC 面发生全反射的入射角为45°，可知临界角C ≤45°时，折射率有最小值，由sin C ＝1n 得n ≥2，即最小折射率为 2.(2) 由几何关系可知，光线在玻璃砖中传播距离 s ＝22L ，光线在玻璃砖中的传播速度v ＝c n传播时间t ＝s v代入数据解得最短时间t ＝1×10－9 s (3) 由λ＝c f ，Δx ＝ldλ联立代入数据解得Δx ＝2.5 mm.课时精练1．下列有关光学现象说法中正确的是( )A ．甲中荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于水珠将光线会聚而形成的B ．乙中将双缝干涉实验中的双缝间距调小，则干涉条纹间距变小C ．丙中用加有偏振滤光片的相机拍照，可以拍摄清楚汽车内部的情景D ．丁中肥皂膜在阳光下呈现彩色条纹是光的衍射现象 答案 C解析题图甲中荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于水珠对光线的全反射形成的，故A错误；在双缝干涉实验中，条纹间距Δx＝Lλ，若将双缝间距d调小，则条纹间距Δx变大，故dB错误；在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄汽车内部情景，滤去了汽车外玻璃的反射光，使景象清晰，故C正确；肥皂膜表面可看到彩色条纹，是因为肥皂膜的前后两面反射回来的两列光发生干涉时形成的，故D错误．2．(2019·北京卷·14)利用图示的装置(示意图)，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图中甲和乙两种图样．下列关于P处放置的光学元件说法正确的是()A．甲对应单缝，乙对应双缝B．甲对应双缝，乙对应单缝C．都是单缝，甲对应的缝宽较大D．都是双缝，甲对应的双缝间距较大答案 A解析由题图中给出的甲、乙两种图样可知，甲是单缝衍射的图样，乙是双缝干涉的图样，A项正确，B、C、D项错误．3．(多选)(2023·河北张家口市模拟)通过如图甲所示的装置可研究光的干涉和衍射现象．从光源发出的光经过一缝板，在缝板后有一装有感光元件的光屏，通过信号转换，可在电脑上看到屏上的光强分布情况．图乙分别显示出A光和B光通过同一缝板得到的光强分布情况．下列有关A、B两种色光的说法正确的有()A．光通过的可能是缝板上的单缝B．A光的波长比B光的波长长C．A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度D．A光比B光更容易发生明显的衍射现象答案BCD解析从光的强度分布可以看出，光屏上的光是等间距、等亮度的，所以是光通过双缝产生的干涉现象，A错误；由题图乙可看出，A光的条纹间距大于B光的，由Δx＝Ldλ可知，A光的波长大于B光的波长，B正确；A光的频率小于B光的频率，则玻璃对A光的折射率小于对B光的折射率，所以A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度，C正确；由于A光的波长较长，所以更容易发生明显的衍射现象，D正确．4.(2023·广东佛山市检测)如图所示为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是()A．在冰晶中，b光的传播速度较大B．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较大C．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小D．用同一装置做单缝衍射实验，b光的中央亮条纹更宽答案 B解析由题图知，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律得，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，由v＝cn知，在冰晶中，b光的传播速度小，A错误；a光的折射率小于b光的折射率，a光的频率小于b光的频率，所以a光的波长大于b光的波长，根据Δx＝Ld λ，a光相邻条纹间距大，B正确；由临界角公式sin C＝1n，a光的折射率小，则a光的临界角大，C错误；b光的折射率大，波长短，用同一装置做单缝衍射实验，b光的中央亮条纹比a光的中央亮条窄，D错误．5．(2023·广东广州市模拟)如图甲，让激光束通过一个狭缝，观察到光屏上出现单色条纹图样．现保持激光器与狭缝的距离不变，将光屏向狭缝处适当移动，下面关于本实验说法正确的是()A ．将会观察到乙图样B ．光屏上条纹更宽C ．移动后，条纹变得模糊D ．该现象说明光具有波动性 答案 D解析 让激光束通过一个狭缝，观察到光屏上出现单色条纹图样是光的衍射图样，衍射条纹的中央亮条纹最亮，宽度最大，将会观察到丙图样；当保持激光器与狭缝屏的距离不变，将光屏向狭缝处适当移动，光屏上条纹变窄，条纹变得清晰；光的衍射现象说明光具有波动性，故选项D 正确，A 、B 、C 错误．6．(2021·湖北卷·5)如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光．透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹．O 是两单色光中央亮条纹的中心位置，P 1和P 2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O 点最近的亮条纹中心位置．反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M 和N 位置出射，则( )A ．λ1<λ2，M 是波长为λ1的光出射位置B ．λ1<λ2，N 是波长为λ1的光出射位置C ．λ1>λ2，M 是波长为λ1的光出射位置D ．λ1>λ2，N 是波长为λ1的光出射位置 答案 D解析 由双缝干涉条纹间距公式Δx ＝λLd可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长相邻两亮条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知λ1>λ2，反射光经过三棱镜后分成两束色光，由题图可知从N位置出射的光的折射角大，又由折射定律可知，入射角相同时，折射率越小的色光折射角越大，由于λ1>λ2，则n1<n2，所以N是波长为λ1的光出射位置，故D正确，A、B、C错误．7．(多选)(2022·山东卷·10)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L.同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样．下列描述正确的是()A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大D．照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹答案ACD解析题图乙中间部分为等间距条纹，所以题图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同时也发生衍射，故A正确；狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，则衍射现象减弱，题图丙中亮条纹宽度减小，故B错误；根据条纹间距公式有Δx＝Lλ，则照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，题图乙中相邻暗条纹的中心间距d增大，故C正确；照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，故D正确．8．(2023·辽宁省模拟)随着科技的发展，夜视技术越来越成熟．一切物体都可以产生红外线，即使在漆黑的夜里“红外监控”“红外摄影”也能将目标观察得清清楚楚．为了使图像清晰，通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法正确的是()A．镀膜的目的是尽可能让入射的红外线反射B．镀膜的目的是尽可能让入射的所有光均能透射C．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的四分之一D．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的二分之一答案 C解析镀膜的目的是尽可能让红外线能够透射，而让红外线之外的光反射，从而使红外线图像更加清晰，故A、B错误；当红外线在薄膜前、后表面的反射光恰好干涉减弱时，反射光最弱，透射光最强，根据干涉相消的规律可知，此时红外线在薄膜前、后表面反射光的光程差应为半波长的奇数倍，而为了尽可能增加光的透射程度，镀膜的厚度应该取最薄的值，即红外线在薄膜中波长的四分之一，故C正确，D错误．9.(2023·福建龙岩市质检)如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上，一端用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是()A．条纹方向与AB边平行B．条纹间距不是均匀的，越靠近BC边条纹间距越大C．减小薄片的厚度，条纹间距变小D．将红单色光换为蓝单色光照射，则条纹间距变小答案 D解析薄膜干涉的光程差Δs＝2d(d为薄膜厚度)，厚度相同处产生的条纹明暗情况相同，因此条纹应与BC边平行，故A错误；因为两玻璃间形成的空气膜厚度均匀变化，因此条纹是等间距的，故B错误；减小薄片厚度，条纹间距将增大，故C错误；将红光换成蓝光照射，入射光波长减小，条纹间距将减小，故D正确．10．(2021·山东卷·7)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹．下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是()答案 D11.(2023·广东珠海市二中月考)某河水下装有红、绿两色彩灯，A 、B 为水下同一深度处两个相距较远的彩灯(均可看作点光源)，夜晚站在桥上看平静的水面，灯A 在水面形成的亮斑的半径较大，下列说法正确的是( )A ．灯A 是绿色光源B ．灯B 发出的光更容易发生衍射现象C ．在水中灯A 发出的光的传播速度小于灯B 发出的光的传播速度D ．灯A 、B 发出的光用同一装置做双缝干涉实验，屏幕上相邻亮条纹间距Δx A >Δx B 答案 D解析 灯A 在水面形成的亮斑的半径较大，可知灯A 发出的光的临界角较大，根据sin C ＝1n，可知折射率较小，频率较小，则灯A 是红色光源，A 错误；灯A 发出的红光波长较长，更容易发生衍射现象，B 错误；根据v ＝c n可知，在水中灯A 发出的红光的传播速度大于灯B 发出的绿光的传播速度，C 错误；灯A 、B 发出的光用同一装置做双缝干涉实验，根据Δx ＝L dλ，可知，波长越长，屏幕上相邻亮条纹间距越大，即Δx A >Δx B ，D 正确．12.某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉原理测定矿泉水的折射率．方法是将待测矿泉水填充到特制容器中，放置在双缝与荧光屏之间(之前为真空)，如图所示，特制容器未画出，通过对比填充后的干涉条纹间距x 2和填充前的干涉条纹间距x 1就可以计算出该矿泉水的折射率．单缝S 0、双缝中点O 、屏上的P 0点均位于双缝S 1和S 2的中垂线上，屏上P 点处是P 0上方的第3条亮条纹(不包括P 0点处的亮条纹)的中心．已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c ，双缝S 1与S 2之间的距离为d ，双缝到屏的距离为L ，则下列说法正确的是( )A ．来自双缝S 1和S 2的光传播到P 点处的时间差为3λcB ．x 2>x 1C ．该矿泉水的折射率为x 1x 2D ．仅将单缝S 0向左(保持S 0在双缝的中垂线上)移动的过程中，P 点处能观察到暗条纹 答案 C解析 第三条亮条纹对应路程差s ＝3λ，但光在介质中的传播速度小于c ，故A 错误；由Δx ＝L d λ，n ＝c v ＝λλ0可知(λ0为光在矿泉水中的波长)，光在矿泉水中的波长小于真空中的波长，所以x 2<x 1，故B 错误；由n ＝c v ＝λλ0，x 1＝L d λ，x 2＝L d λ0，得n ＝x 1x 2，故C 正确；由Δx ＝L dλ可知，向左移动S 0对观察结果没有影响，故D 错误．。
光的衍射与偏振ppt课件
用偏光镜消除了反射偏振光 使玻璃门内的人物清晰可见
水波、声波都会发 生衍射现象，它们 发生衍射的现象特 征是什么？
光的衍射
一切波都能发生衍射，通过衍射把能量 传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是 障碍物或孔的尺寸跟波长差不多．
取一个不透光的屏，
激
像
在它的中间装上一个光Biblioteka 屏宽度可以调节的狭缝，
束
用平行的单色光照射，
在缝后适当距离处放
调节狭
一个像屏 ．
缝宽窄
光的衍射
单缝衍射条纹的特征
1、中央亮纹宽而亮． 2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．
光的衍射
观察下列衍射图样，分析衍射规律： 不同缝宽的单缝衍射
不同色光的单缝衍射
光的衍射
单缝衍射规律
1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条 纹间距大．
2、单缝不变时，光波波长的（红光）中央亮 纹越宽，条纹间隔越大．
圆孔衍 射
S
一、单缝衍射
光的衍射
1 衍射图样：明暗相间且不等距条纹 （中央亮纹）
2 单缝衍射规律
3 衍射条件：缝的尺寸接近波长或比波长还要小
二、圆孔衍射
1 衍射图样：明暗相间且不等距的同
心圆环．（中央亮斑）
2 衍射条件：孔的尺寸接近波长或
比波长还要小
三 光绕过障碍物的衍射 不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发 生衍射，历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．
钢针的衍射
圆孔衍射
圆屏衍射
一、单缝衍射 二、圆孔衍射
光的衍射
三、圆屏衍射
1 衍射图样：明暗相间的不等距的同
心圆环，中心有一个亮斑 （泊松亮斑）
2 衍射条件：屏的尺寸接近波长或
光的衍射与偏振PPT课件
乱
是各个振动 的无规混杂
一、光的偏振
2、自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之 后，只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的 光波才能通过．也就是说，通过第一个偏振片 的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着 一个特定的方向振动．这种光叫做偏振光．
横波只沿着某 一个特定的方向振 动，称为波的偏 振．只有横波才有 偏振现象．
另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射 过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈 的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能 透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。
观看立体电影:在拍摄立体电影时，用两个摄影机，两个 摄影机的镜头相当于人的两只眼睛，它们同时分别拍下 同一物体的两个画像，放映时把两个画像同时映在银幕 上。如果设法使观众的一只眼睛只能看到其中一个画面， 就可以使观众得到立体感。为此，在放映时，两个放放 像机每个放像机镜头上放一个偏振片，两个偏振片的偏 振化方向相互垂直，观众戴上用偏振片做成的眼镜，左 眼偏振片的偏振化方向与左面放像机上的偏振化方向相 同，右眼偏振片的偏振化方向与右面放像机上的偏振化 方向相同，这样，银幕上的两个画面分别通过两只眼睛 观察，在人的脑海中就形成立体化的影像了。
2、单缝不变时，波长越长的中央亮纹越宽，条纹间隔越 大．
3、白炽灯的单缝衍射条纹：中央为白色亮纹，两侧为彩 色条纹．
2.圆孔衍射
光通过圆孔(小到一定程度)在屏上会出现：中 间较亮，周围明暗相间的圆环，且亮 度小。这些圆环达到的范围远远超过根据光的
直线传播所应照明的面积。
3.泊松亮斑
不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体 都能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不 清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射 的结果．历史上曾有一个著名的衍射图样— —泊松亮斑．
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光的衍射与偏振——光的偏振
教学设计
【教学分析】
一、教材分析
本节内容选自教科版选修3-4第五章第3节。
光的偏振偏现象在我们的生活中应用性较强，但是由于光本身的特殊性，使得学生对于光的偏振现象的认识仅限于感性层面。
本节内容通过继续学习光的波动性，进而得出光是一种横波的结论，既是对学生光的波动性知识体系的补充和完善，又能激发学生发展探索自然、理解自然的兴趣与热情。
二、学情分析
本节课的授课对象是普通高中二年级下期理科学生。
1、学生已具备的前置认知基础：已有知识结构包括光的干涉、衍射现象以及机械波中横波与纵波的区别方法。
通过光的干涉、衍射现象的学习，学生已对光的波动性有了初步的认识。
2、学生已具备的前置技能基础：学生通过一年多的高中物理学习，对物理基本思想和科学探究过程有一定的认识，具备了基本的观察、分析、归纳能力，但通过实验现象寻找规律的能力还比较薄弱。
因此教学中应注重学习方法的引导。
3、学生的思维障碍
由于学生前置知识的干扰，学生以为区别横波与纵波的方法即根据质点振动方向和波传播方向的几何关系，难以从旧知识中抽象出光的偏振概念。
【教学目标】
一、物理观念：
1.通过认识偏振现象，理解横波具有偏振现象，纵波不具有偏振现象；
2.知道自然光和偏振光的区别。
二、科学思维：
1.通过对光的偏振现象的研究，培养学生敢于猜想、分析现象、寻找规律的科学思维方法；
2.通过分组设计汽车偏振片的活动，培养学生的科学创新思维和合作交流能
力。
三、实验探究：
1.通过实验探究光是一种什么波，并得出光是横波的结论；
2.通过实验探究光是一种什么波，使学生掌握利用宏观现象的规律研究微观领域中相似现象的科学探究方法。
四、科学态度和责任：
1.通过“光是一种什么波”的实验探究，使学生懂得实事求是的科学态度和严谨的思维方式；
2.通过了解光的偏振的应用，使学生切身体会科学知识的实用价值，进一步激发学生对科学的探索精神。
【教学重难点】
一、教学重点：
1、机械波中横波与纵波的区别、横波的偏振现象
2、光的偏振现象的实验探究
3、自然光、偏振光的概念
二、教学难点：
1、光的偏振现象的实验探究
2、运用光的偏振现象分析解决实际应用问题
【教学过程】
环节一：新课引入
魔术引入，设置悬念：
教师：这节课的开始，老师想跟同学们分享一个魔术，请看，老师这里有一根透明的管子，大家仔细观察这根管子里有没有什么东西。
学生：有一个小球和一个黑色的挡板。
教师：很好，接下来就是见证奇迹的时刻，（教师演示魔术）咦，小球穿过了挡板，来去自如，那么小球为什么能够轻易地穿过挡板？这节课我们将揭开谜底。
一起来看《光的偏振》。
环节二：新课教学
教师：前面我们学习了光的干涉和光的衍射现象，这两种现象都证明光是一种波，那么光到底是横波还是纵波？为了解决这个问题，我们先来探究横波和纵波的特点以及波的偏振现象。
一、偏振现象
教师：回顾一下，什么是横波和纵波？
请学生回答，教师总结：
1.横波和纵波
横波：若介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直，这种波称为横波。
例如绳波。
纵波：若介质中质点的振动方向和波的传播方向平行，这种波称为横波。
例如弹簧振动形成的波。
教师：接下来我们要研究的问题是：这里有一个狭缝，横波和纵波怎样才能穿过这个狭缝。
老师这里有一个教鞭，我们可以把教鞭放置的方向看作是波中质点振动的方向，把门开一个缝，看作是这个狭缝，现在请一位同学们给大家演示一下怎样拿教鞭才能使教鞭成功穿过这个狭缝。
请学生演示，教师总结并讲解偏振现象，得出结论:
2.偏振现象
横波具有偏振现象，纵波不具有偏振偏振现象。
二、光是一种横波
教师：回到之前的那个问题，光是横波还是纵波。
其实在很早之前物理学家们就思考过这个问题，最早荷兰物理学家惠更斯就猜想光是纵波，而英国物理学家托马斯杨则认为光是一种横波，但由于当时技术条件的限制，他们都没有充分的证据去证明他们的观点。
幸运的是今天我们已经具备了探究这个问题的技术和手段，接下来就让我们一起来探究光是横波还是纵波。
教师：请看，老师这里以及每个同学的桌上都有这样一个仪器，叫做偏振片。
偏振片对于光波的作用就相当于刚才的狭缝对于机械波的作用。
接下来就请同学们以电视或平板的屏幕光为光源，利用手中的一片偏振片来探究光是横波还是纵波。
学生到讲台上展示实验操作和得出的结论。
教师总结讲解。
1.光是一种波？
（1）介绍实验器材：偏振片：偏振片用特殊的材料制成，它有一个特殊的方向叫做透振方向，相当于前面所说的狭缝。
（2）学生进行实验探究：
学生实验1：
（3）实验结论：光是一种横波
2.自然光与偏振光
教师：接下来请同学们把光源换成灯光，再次进行实验
学生实验2：
教师：我们看到屏幕光只需要透过一个偏振片就可以看到偏振现象，而灯光却需要两个偏振片。
这就说明两种光源是有区别的，它们的区别在哪呢？一起来看自然光和偏振光。
（1）自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。
例如：太阳光、灯光等光源直接发出的光。
（2）偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动，这种光叫做偏振光。
例如：屏幕光、反射光（PPT显示图片）
教师通过动画演示解释实验2的现象。
教师：既然生活中有这么多的偏振光，说明光的偏振在生活中有着广泛的应用，一起来看一下：
三、光的偏振的应用
1.摄影
使用偏振镜拍照可以减弱反射光。
2.偏振万花筒
将一个旋光片插入两个偏振片的中间，旋转其中一个偏振片，就可以看到了五彩变换的颜色。
3.汽车偏振片（学生在平板上设计汽车偏振片）（7分钟）
教师：在生活中，我们常常会遇到这样的问题，夜晚车辆会车时，对面车强烈的灯光容易阻碍驾驶员的视线。
为了解决这个问题，我们需要在汽车的车灯位置和前挡风玻璃的位置设计偏振片。
设计的时候需要注意两个问题：1.因为开灯是为了探路，所以我自己要能够看见自己车灯的光。
2.要尽量减弱对方看到的我的车灯的光。
现在请同学们同桌两人为一组，扮演即将会车的司机，讨论并在平板上画出你们所设计的偏振片的透振方向。
学生分组讨论，完成设计。
教师点评学生的作品。
环节三：魔术揭秘
教师将这根管子的侧面展示给大家看，可以看到管子里根本就没有黑色的挡板，这种光学是由于光的偏振。
学生思考讨论两个相互垂直的偏振片存在于管子的哪两个部位。
环节四：课堂练习
教师将习题发布在平板上，根据平板所统计的学生的答题结果进行讲解。
例1 关于自然光和偏振光，下列说法正确的是( )
A．自然光能产生光的干涉现象和衍射现象，而偏振光却不能
B．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光
C．自然光只能是白光，而偏振光不能是白光
D．自然光和偏振光都能使感光底片感光
答案：D
例2 如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在图中P处迎着光入射的方向，看不到光亮，则( )
A．图中a是偏振光
B．图中b是偏振光
C．将B转过180°将在P处看到光亮
D．将A转过90°将在P处看到光亮
答案：BD
环节五：课后作业（2分钟）
生活离不开物理，光的偏振现象在我们的生活中还有许多的应用。
请同学们利用互联网分组完成以下课题研究：
小组一：立体电影对偏振光的应用
小组二：偏光太阳镜对偏振光的应用
小组三：昆虫对偏振光的应用。