高中物理 第13章 第6節(jié)光偏振課件 新人教版選修3-4

1、高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件第六節(jié)光的偏振第六節(jié)光的偏振高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件課前自主學案課前自主學案核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練課標定位課標定位知能優(yōu)化訓練知能優(yōu)化訓練第六節(jié)光的偏振第六節(jié)光的偏振高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件課標定位學習目標：1.認識光的衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象，知道光波是一種橫波2知道光產(chǎn)生明顯衍射的條件及衍射圖樣的特點3知道偏振光和自然光的區(qū)別，知道偏振現(xiàn)象的一些簡單應用重點難點：1.光發(fā)生明顯衍射的條件2衍射條紋的特點及影響中央條紋寬度的因素3偏振光的特點高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件課前

2、自主學案課前自主學案一、光的衍射一、光的衍射1產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔的尺產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔的尺寸比波長小或跟波長差不多寸比波長小或跟波長差不多2幾種不同的衍射現(xiàn)象幾種不同的衍射現(xiàn)象(1)單縫衍射單縫衍射現(xiàn)象現(xiàn)象用平行單色光照射狹縫，當狹縫較用平行單色光照射狹縫，當狹縫較_時，在屏時，在屏上產(chǎn)生一條寬度與狹縫相當?shù)牧辆€上產(chǎn)生一條寬度與狹縫相當?shù)牧辆€寬寬高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件當狹縫調至足夠_時，屏上出現(xiàn)的亮線盡管亮度變暗，但寬度反而變寬了當光在透過足夠窄的狹縫時，會繞過縫的邊緣傳播到相當寬的地方衍射條紋的特點中央條紋最_、最_，離中央條紋越遠，亮條

3、紋的寬度越_，亮度越_狹縫越窄，中央亮條紋越_窄窄寬寬亮亮窄窄小小寬寬高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件(2)圓孔衍射現(xiàn)象用點光源照射直徑足夠小的圓孔時，在屏上光能到達的范圍會遠遠超過沿直線傳播所應照明的區(qū)域衍射圖樣的特點明暗相間的_條紋，中央為_亮斑圓形圓形較大較大高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件(3)泊松亮斑障礙物的衍射現(xiàn)象用平行光照射一個不透光的小圓盤時，在圓盤陰影中心出現(xiàn)一個亮斑衍射圖樣特點圓形陰影中心有_，與小孔衍射圖樣有明顯區(qū)別亮點亮點高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件二、衍射光柵1衍射光柵的結構：由許多_的狹縫_地排列起來形成的光學元件2衍射圖樣的

4、特點：與單縫衍射相比，衍射條紋的寬度_，亮度_3衍射光柵的種類：反射光柵、透射光柵等寬等寬等距離等距離變窄變窄增加增加高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件三、光的偏振1光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有_，光的偏振現(xiàn)象說明光是_2偏振片：由特定的材料制成，每個偏振片都有一個特定的方向，只有沿這個方向振動的光波才能通過偏振片，這個方向叫做_，偏振片對光波的作用就像狹縫對于機械波的作用一樣波動性波動性橫波橫波透振方向透振方向高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件3光的分類(1)自然光：太陽、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著的光，而且沿著各個方向振動的光波的_

5、都相同(2)偏振光自然光通過偏振片(叫做起偏器)之后，只有振動方向與偏振片的透振方向_的光波才能順利通過也就是說，光通過偏振片后，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著_的方向振動強度強度一致一致某個特定某個特定高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件平時看到的絕大部分光，都是不同程度的_，自然光在玻璃、水面等表面反射時，反射光和折射光都是_，入射角變化時_的程度也會變化4偏振現(xiàn)象的應用(1)照相機鏡頭前(2)數(shù)字式電子表、空調遙控器、數(shù)字式調諧收音機、計算器、數(shù)字多用表、帶液晶顯示的玩具等，它們的液晶顯示器都用到了偏振現(xiàn)象偏振光偏振光偏振光偏振光偏振偏振高中物理選修高中物理選修3-43-4課件

6、課件核心要點突破核心要點突破一、三種衍射圖樣的特點比較一、三種衍射圖樣的特點比較1單縫衍射圖樣單縫衍射圖樣(1)縫變窄，通過的光變少，而光分布的范圍更寬，縫變窄，通過的光變少，而光分布的范圍更寬，所以亮紋的亮度降低所以亮紋的亮度降低(2)中央亮條紋的寬度及條紋間距跟入射光的波長及中央亮條紋的寬度及條紋間距跟入射光的波長及單縫寬度有關，入射光波長越大，單縫越窄，中央單縫寬度有關，入射光波長越大，單縫越窄，中央亮條紋的寬度及條紋間距就越大亮條紋的寬度及條紋間距就越大(3)用白光做單縫衍射時，中央亮條紋是白色的，兩用白光做單縫衍射時，中央亮條紋是白色的，兩邊是彩色條紋，中央亮條紋仍然最寬最亮邊是彩色

7、條紋，中央亮條紋仍然最寬最亮高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件2圓孔衍射圖樣(1)中央是大且亮的圓形亮斑，周圍分布著明暗相間的同心圓環(huán)，且越靠外，圓形亮條紋的亮度越弱，寬度越小(2)只有圓孔足夠小時，才能得到明顯的衍射圖樣在圓孔由較大直徑逐漸減小的過程中 ，光屏依次得到幾種不同現(xiàn)象圓形亮斑(光的直線傳播)、光源的像(小孔成像)、明暗相間的圓環(huán)(衍射圖樣)、完全黑暗高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件(3)用不同色光照射圓孔時，得到的衍射圖樣的大小和位置不同，波長越大，中央圓形亮斑的直徑越大(4)白光的圓孔衍射圖樣中，中央是大且亮的白色光斑，周圍是彩色同心圓環(huán)(5)圓孔越小，中

8、央亮斑的直徑越大，同時亮度越弱高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件3不透明小圓板的衍射圖樣(1)泊松亮斑圖樣中的亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而減小，如圖1351所示(2)與圓孔衍射圖樣比較均是明暗相間的圓形條紋，中心均有亮斑圓孔衍射圖樣中心亮斑較大，而泊松亮斑較小圓孔衍射圖樣中亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而增大，圓板衍射圖樣中亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而減小高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件圖1351高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件二、單縫衍射與雙縫干涉的比較單縫衍射雙縫干涉不同點產(chǎn)生條件只要狹縫足夠小，任何光都能發(fā)生頻率相同的兩列光波相遇疊加條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬

9、條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度中央條紋最亮，兩邊變暗清晰條紋，亮度基本相等相同點干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件即時應用(即時突破，小試牛刀)1如圖1352所示，甲、乙為單色光通過窄縫后形成的明暗相間的兩種條紋圖樣下列判斷正確的是()A甲為單縫衍射的圖樣B乙為雙縫干涉的圖樣C甲為雙縫干涉的圖樣 D乙為單縫衍射的圖樣答案：AB圖圖1352高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件三、偏振現(xiàn)象1橫波、縱波的判定方法(1)直接看質點的振動方向與波傳播方向的關系若互相垂直，為橫波；若在同一直

10、線上，為縱波，這種方法適用于可看得見質點振動方向的機械波(2)看波能否通過兩個互相垂直且共線的“狹縫”，能通過兩個“狹縫”的為縱波，不能通過的為橫波高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件2自然光和偏振光自然光(非偏振光)偏振光光的來源直接從光源發(fā)出的光自然光通過起偏振器后的光光的振動方向在垂直于光的傳播方向的平面內，光振動沿所有方向，且沿各個方向振動的光強度都相同在垂直于光的傳播方向的平面內，光振動沿某一特定方向(與起偏振器透振方向一致)高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件特別提醒：(1)偏振現(xiàn)象在生活中非常普遍，并不是只有自然光通過偏振片后才變?yōu)槠窆猓钪谐庠粗苯影l(fā)出的光

11、外，我們看到的絕大部分光都是偏振光，如自然光射到水面時的反射和折射光線，尤其是二者互相垂直時，都是典型的偏振光(2)只有橫波能發(fā)生偏振現(xiàn)象，光是橫波高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件即時應用(即時突破，小試牛刀)2對于光的偏振，下列說法正確的是()A自然光是偏振光B自然光通過偏振片后成為偏振光C偏振光不能再通過偏振片D如果偏振片的透振方向與偏振光的振動方向垂直，偏振光不能透過偏振片答案：BD高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件課堂互動講練課堂互動講練對衍射現(xiàn)象的認識對衍射現(xiàn)象的認識對于光的衍射現(xiàn)象的定性分析，下列說法正對于光的衍射現(xiàn)象的定性分析，下列說法正確的是確的是()A只

12、有障礙物或孔的尺寸可以跟光波波長相比只有障礙物或孔的尺寸可以跟光波波長相比擬甚至比波長還要小的時候，才能產(chǎn)生明顯的衍擬甚至比波長還要小的時候，才能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象射現(xiàn)象B光的衍射現(xiàn)象是光波相互疊加的結果光的衍射現(xiàn)象是光波相互疊加的結果C光的衍射現(xiàn)象否定了光的直線傳播的結論光的衍射現(xiàn)象否定了光的直線傳播的結論D光的衍射現(xiàn)象說明了光具有波動性光的衍射現(xiàn)象說明了光具有波動性高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件【精講精析】光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象無疑地說明了光具有波動性，而小孔成像說明光沿直線傳播，而要出現(xiàn)小孔成像，孔不能太小，光的直線傳播規(guī)律只是近似的，只有在光的波長比障礙物小的情況下，光才

13、可以看做是直進的，所以光的衍射現(xiàn)象和直線傳播是不矛盾的，它們是在不同條件下出現(xiàn)的兩種現(xiàn)象，故上述選項中正確的是A、B、D.【答案】ABD高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件變式訓練1關于光的干涉和衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是()A光的干涉現(xiàn)象遵循波的疊加原理，衍射現(xiàn)象不遵循波的疊加原理B光的干涉條紋是彩色的，衍射條紋是黑白相間的C光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動性，光的衍射現(xiàn)象不能說明這一點D光的干涉和衍射現(xiàn)象都是光波疊加的結果高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件解析：選D.從成因分析，光的干涉現(xiàn)象、衍射現(xiàn)象都是光波疊加的結果，兩者都表明光是一種波故A、C錯，D正確從條紋特點看，雖然條

14、紋寬度、間距方面兩者有所區(qū)別，但單色光的干涉條紋、衍射條紋都是明暗相間的，白光的干涉條紋、衍射條紋都是彩色的，故B錯高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件在單縫衍射實驗中，下列說法中正確的是在單縫衍射實驗中，下列說法中正確的是()A將入射光由黃色換成綠色，衍射條紋間距將入射光由黃色換成綠色，衍射條紋間距變窄變窄B單縫寬度變小，衍射條紋間距變窄單縫寬度變小，衍射條紋間距變窄C換用波長較長的光照射，衍射條紋間距變換用波長較長的光照射，衍射條紋間距變寬寬D增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬影響衍射圖樣的因素影響衍射圖樣的因素高中物理選修高中物理選修3-43

15、-4課件課件【精講精析】當單縫寬度一定時，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，即光偏離直線傳播的路徑越遠，條紋間距也越大；當光的波長一定時，單縫寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯，條紋間距越大；光的波長一定、單縫寬度也一定時，增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距也會變寬，故選項A、C、D正確【答案】ACD【方法總結】透徹理解發(fā)生明顯衍射的條件，再結合光波的特點(波長短、頻率高)，本題就不難正確解答高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件變式訓練2讓太陽光垂直照射一塊遮光板，板上有一個可以自由收縮的三角形孔，當此三角形孔緩慢縮小直至完全閉合時，在孔后的屏上將先后出現(xiàn)()A由大變小的三角形光斑，直至光斑消失B由大變小

16、的三角形光斑、明暗相間的彩色條紋，直至條紋消失C由大變小的三角形光斑，明暗相間的條紋，直至黑白色條紋消失D由大變小的三角形光斑，小圓形的光斑，明暗相間彩色條紋，直至條紋消失高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件解析：選D.當孔足夠大時，由于光的直線傳播，所以屏首先出現(xiàn)的是三角形光斑，之后隨著小孔的繼續(xù)縮小，出現(xiàn)小孔成像，成的是太陽的像，故為小圓形光斑，隨著小孔的進一步縮小，當尺寸與光波波長相當時，出現(xiàn)了明暗相間的衍射條紋，最后隨小孔的閉合而全部消失，所以只有D是正確的高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件 關于自然光和偏振光，下列說法正確的是()A自然光能產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象

17、，而偏振光卻不能B只有自然光透過偏振片才能獲得偏振光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【思路點撥】光的振動沿各個方向均勻分布的光是自然光，只沿特定方向振動的光就是偏振光對光的偏振現(xiàn)象的認識對光的偏振現(xiàn)象的認識高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件【自主解答】自然光和偏振光都產(chǎn)生干涉和衍射，都能使感光底片感光，A錯D對；光的偏振現(xiàn)象并不罕見，除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降墓饨^大部分都是偏振光，B錯，光的顏色由光的頻率決定，與光的偏振方向無關，C錯【答案】D【方法總結】(1)偏振光和自然光只在振動方向上有區(qū)別，在其他方面無法區(qū)別(2)偏振片不改變光的顏色，即不能改變光的頻率高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件變式訓練3在垂直于太陽光的傳播方向前后放置兩個偏振片P和Q，在Q的后邊放上光屏