高中物理 4.6 光的衍射和偏振課件 粵教版選修34.ppt

目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 一 光的衍射1 衍射現(xiàn)象 光通過(guò)很窄的縫或很小的孔時(shí) 光沒(méi)有沿直線傳播 而是繞過(guò)縫或孔的邊緣傳播到相當(dāng)寬的地方的現(xiàn)象 2 衍射現(xiàn)象的分類 圓孔衍射 狹縫衍射 圓板衍射等 3 狹縫衍射條紋特點(diǎn) 衍射條紋是一些明暗相間的條紋 中央條紋最寬 最亮 離中央條紋越遠(yuǎn) 亮條紋的寬度越窄 亮度越低 4 光產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件障礙物或小孔 狹縫的尺寸比波長(zhǎng)小或跟波長(zhǎng)相差不多 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 用兩支圓柱形鉛筆并在一起 形成一個(gè)狹縫 使狹縫平行于日光燈 眼睛透過(guò)狹縫觀察日光燈 會(huì)看到什么現(xiàn)象 改變狹縫的寬度 觀察到的現(xiàn)象有何變化 提示會(huì)看到平行于日光燈的彩色衍射條紋 狹縫越窄 衍射條紋間距越大 亮度越小 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 二 光的偏振1 自然光和偏振光 1 自然光 太陽(yáng) 電燈等普通光源發(fā)出的光 包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光 沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同 2 偏振光 在垂直于傳播方向的平面上 只沿著某個(gè)特定的方向振動(dòng)的光 3 光的偏振現(xiàn)象 表明光是一種橫波 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 2 光的偏振 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 一 光的衍射衍射現(xiàn)象的分析方法1 用單色光照射狹縫 在狹縫較寬時(shí) 屏上出現(xiàn)一段亮條紋 且縫越窄 亮條紋也越窄 因?yàn)榇藭r(shí)狹縫寬度比波長(zhǎng)大很多 不會(huì)發(fā)生明顯衍射 所以光沿直線傳播到達(dá)光屏 當(dāng)狹縫很窄時(shí) 屏中央出現(xiàn)一條比狹縫寬度大很多的亮條紋 兩側(cè)出現(xiàn)明暗相間 但間距和亮度不等的條紋 當(dāng)狹縫更窄時(shí) 中央亮條紋更寬 兩側(cè)的亮條紋離中央亮條紋更遠(yuǎn) 產(chǎn)生了明顯的衍射現(xiàn)象 2 用單色光照射小孔 隨著圓孔的減小 屏上先后出現(xiàn)的是圓形亮斑 光源倒立的像 小孔成像 明暗相間的圓環(huán) 衍射圖樣 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 3 衍射條紋的產(chǎn)生 實(shí)質(zhì)上是光波發(fā)生干涉的結(jié)果 即相干波疊加的結(jié)果 當(dāng)光源發(fā)出的光照射到小孔或障礙物上時(shí) 小孔處看作有許多點(diǎn)光源 障礙物的邊緣也可看成許多點(diǎn)光源 惠更斯原理 這些點(diǎn)光源是相干光源 發(fā)出的光相干涉 在光屏上形成亮暗相間的條紋 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 1 在我們生活中你觀察到了哪些衍射現(xiàn)象 答案 雨天的晚上 透過(guò)眼鏡片上的水滴看路燈 水滴邊緣有衍射條紋 對(duì)著日光燈從窄縫中看到的彩色條紋 光照射到一個(gè)半徑很小的圓板后 在圓板的陰影中心出現(xiàn)的亮斑 晚上瞇著眼睛看月亮 星星 會(huì)在視網(wǎng)膜上形成衍射光斑等都是衍射現(xiàn)象 2 日常生活中我們難以觀察到光的衍射 而為什么光沿直線傳播卻普遍存在 答案 可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍是4 10 7 7 6 10 7m 由發(fā)生明顯衍射的條件可知 障礙物或孔的尺寸都比光的波長(zhǎng)大得多 所以光沿直線傳播 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 例1 多選 關(guān)于光的衍射 下列說(shuō)法正確的是 導(dǎo)學(xué)號(hào)51150072 a 衍射現(xiàn)象中條紋的出現(xiàn)是光疊加后產(chǎn)生的結(jié)果b 雙縫干涉中也存在衍射現(xiàn)象c 一切光波都很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象d 影的存在是一個(gè)與衍射現(xiàn)象相矛盾的客觀事實(shí)思路分析解答本題的關(guān)鍵是 1 明確不論干涉還是衍射都是光疊加的結(jié)果 2 明確產(chǎn)生干涉的條件 產(chǎn)生明顯衍射的條件及影形成的原因 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 解析 衍射圖樣是很復(fù)雜的光波的疊加現(xiàn)象 選項(xiàng)a正確 雙縫干涉中每條縫中透過(guò)的光自身必然發(fā)生衍射 因?yàn)樗耆涎苌涞臈l件 選項(xiàng)b正確 發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或小孔的尺寸比光波波長(zhǎng)小或相差不多 選項(xiàng)c錯(cuò)誤 影的存在與衍射條紋是光波在不同條件下的表現(xiàn) 選項(xiàng)d錯(cuò)誤 答案 ab 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 多選 在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中 下列說(shuō)法中正確的是 a 將入射光由黃色換成綠色 衍射條紋間距變窄b 使單縫寬度變小 衍射條紋間距變窄c 換用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光照射 衍射條紋間距變寬d 增大單縫到屏的距離 衍射條紋間距變寬答案 acd解析 當(dāng)單縫寬度一定時(shí) 波長(zhǎng)越長(zhǎng) 衍射現(xiàn)象越明顯 即光偏離直線傳播的路徑越遠(yuǎn) 條紋間距也越大 當(dāng)光的波長(zhǎng)一定時(shí) 單縫寬度越小 衍射現(xiàn)象越明顯 條紋間距越大 光的波長(zhǎng)一定 單縫寬度也一定時(shí) 增大單縫到屏的距離 衍射條紋間距也會(huì)變寬 故選項(xiàng)a c d正確 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 二 光的偏振自然光和偏振光的比較 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 攝影師在拍攝池中的游魚(yú) 玻璃櫥窗里的陳列物時(shí) 為什么要在照相機(jī)鏡頭前裝一片偏振濾光片 答案 攝影師拍攝時(shí) 由于水面和玻璃表面的反射光的干擾 景像不清楚 因?yàn)榉瓷涔馐瞧窆?照相機(jī)鏡頭前裝一片偏振濾光片后 讓它的透振方向與反射光方向垂直 就可以減弱反射光而使景像清晰 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 例2 關(guān)于光的偏振現(xiàn)象 下列說(shuō)法中正確的是 導(dǎo)學(xué)號(hào)51150073 a 偏振光沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同b 自然光入射到水面時(shí) 反射光和折射光都是一定程度的偏振光c 光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種縱波d 照相機(jī)鏡頭表面的鍍膜是光的偏振現(xiàn)象的應(yīng)用思路分析解答本題的關(guān)鍵是明確有關(guān)概念 即自然光在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波強(qiáng)度都相同 而偏振光在垂直于傳播方向的平面內(nèi) 只沿某個(gè)特定方向振動(dòng) 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 解析 偏振光在垂直于傳播方向的平面內(nèi)只沿某個(gè)特定的方向振動(dòng) 選項(xiàng)a錯(cuò)誤 自然光入射到水面時(shí) 反射光和折射光的振動(dòng)方向不同 都是一定程度的偏振光 選項(xiàng)b正確 光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波 選項(xiàng)c錯(cuò)誤 照相機(jī)鏡頭表面的鍍膜是利用膜前后兩束反射光的干涉現(xiàn)象來(lái)提高透過(guò)率的 選項(xiàng)d錯(cuò)誤 答案 b 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 知識(shí)精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 多選 如圖所示 p是偏振片 p的透振方向 用帶箭頭的實(shí)線表示 為豎直方向 下列四種入射光束中 哪幾種照射p時(shí)能在p的另一側(cè)觀察到透射光 a 太陽(yáng)光b 沿豎直方向振動(dòng)的光c 沿水平方向振動(dòng)的光d 沿與豎直方向成45 角振動(dòng)的光答案 abd解析 根據(jù)光的現(xiàn)象 只要光的振動(dòng)方向不與偏振片的狹縫垂直 光都能通過(guò)偏振片 太陽(yáng)光 沿豎直方向振動(dòng)的光 沿與豎直方向成45 角振動(dòng)的光均能通過(guò)偏振片 故a b d正確 知識(shí)鏈接 案例探究 思悟升華 單縫衍射和雙縫干涉的異同點(diǎn) 知識(shí)鏈接 案例探究 思悟升華 多選 關(guān)于光的干涉 衍射及其應(yīng)用 下列說(shuō)法中正確的是 a 在光的干涉和衍射現(xiàn)象中 都呈現(xiàn)明暗相間的條紋或彩色條紋 因此干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象是相同的b 泊松亮斑是衍射現(xiàn)象c 陽(yáng)光照射下 樹(shù)影中呈現(xiàn)的一個(gè)個(gè)小圓斑是光的衍射現(xiàn)象d 激光防偽商標(biāo)看起來(lái)是彩色的 這是光的干涉現(xiàn)象思路分析解答本題的關(guān)鍵是正確理解干涉 衍射及小孔成像 并能區(qū)分它們 解析 光的干涉和衍射雖然有很多共性 但屬于不同的光現(xiàn)象 選項(xiàng)a錯(cuò)誤 泊松亮斑是很小的圓斑 是光衍射產(chǎn)生的 選項(xiàng)b正確 陽(yáng)光照射下 樹(shù)影中呈現(xiàn)一個(gè)個(gè)小圓斑 屬于小孔成像 選項(xiàng)c錯(cuò)誤 激光防偽商標(biāo)看起來(lái)是彩色的 是光的干涉引起的 選項(xiàng)d正確 答案