高中物理 第5章 光的波动性 3 光的衍射与偏振 4 激光教师用书 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．激光学习目标知识脉络1.观察光的衍射现象进一步认识光的波动性.2.了解光明显衍射的条件，了解衍射图样．(重点)3.观察光的偏振现象，了解自然光与偏振光的区别．(难点)4.了解激光的特点及其应用，知道激光和自然光的区别.光的衍射[先填空]1．单缝衍射现象(1)当单缝较宽时，光沿着直线方向通过单缝，在光屏上可以看到一条跟单缝(或圆孔)宽度相当的亮线．(2)把单缝调窄些，可以看到屏上亮线也随之减小．(3)当单缝调到很窄时，光通过单缝后就明显地偏离了直线传播方向，到达屏上以后，不再是一条很窄的亮线，而是照到了相当宽的地方，并且出现了明暗相间的条纹；再调小单缝，条纹也随之变得清晰、细小．2．光的衍射光在传播过程中遇到障碍物或小孔(狭缝)时，绕过障碍物或通过小孔、狭缝传播到阴影区域的现象．3．衍射图像衍射时产生的明暗条纹或光环．[再判断]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．(√)[后思考]1．白光经单缝衍射和双缝干涉产生的条纹有什么共同特点？【提示】都是中央为白色条纹，两侧为彩色条纹．2．光遇到小孔、单缝或障碍物时，衍射现象可能发生，也可能不发生，这种说法对吗？1【提示】不对．光遇到小孔、单缝或障碍物时，衍射现象只有明显与不明显之分，无发生与不发生之别．1．三种衍射图样的比较(1)单缝衍射图样(如图531所示)单色光衍射白光衍射图531①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532所示．图532②圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱．③用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大．④白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色同心圆环．⑤只有圆孔足够小时才能得到明显的衍射图样．在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏上依次得到几种不同的现象——圆形亮斑(光的直线传播)、光源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍射图样)．(3)不透明的小圆板衍射图样(泊松亮斑)(如图533所示)图533①中央是亮斑．②周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小．2．单缝衍射与双缝干涉的异同点单缝衍射双缝干涉不产生条件只要狭缝足够小，任何光都能发频率相同的两列光相遇叠加2同点生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条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮，两边变暗清晰条纹，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹1．在单缝衍射实验中，下列说法正确的是()A．将入射光由黄光换成绿光，衍射条纹间距变窄B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽E．条纹间距与单缝到屏的距离无关【解析】当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远，条纹间距也越大，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，条纹间距越大，B错误；光的波长一定、单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变宽，D正确，E错误．【答案】ACD2．如图534甲、乙所示，是单色光通过窄缝后形成明暗相间的两种条纹图样，________为单缝衍射的图样，________为双缝干涉的图样．图534【解析】甲图中的条纹宽度不等，中央宽，两侧窄，应为单缝衍射图样．乙图中的条纹等宽等距，应为双缝干涉图样．【答案】甲乙区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法1．根据条纹的宽度区分：双缝干涉...