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3-4-教科版高二选修3-4物理学案VIP免费

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特点应用强度大激光加工、激光医学、激光检测、激光照排方向性好单色性好激光全息照相相干性好覆盖波段宽且可调谐激光通信[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abd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(2)图样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...