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学案3光的衍射与偏振激光

[学习目标定位]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．

1．波可以绕过障碍物继续传播的现象叫波的衍射．产生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸

跟波长相差不多，或比波长小．

2．横波是质点振动方向跟波的传播方向垂直的波．纵波是质点振动方向跟波的传播方向平行

的波．

一、光的衍射

1．概念：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而绕到狭缝(或圆孔)

后面继续传播的现象．

2．衍射图像：单色光的单缝衍射图像的特点是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．白光的单缝衍射图像的特点是中央是一条白

条纹，两边是很快减弱的彩色条纹．

3．发生明显衍射现象的条件：当单缝(或圆孔)的尺寸跟光的波长相差不大，或者比波长小时，

会发生明显的衍射现象．

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．意义：光的偏振现象进一步证实了光是横波．

三、激光

1．激光的特殊性质：强度大、方向性好、单色性好、相干性好、覆盖波段宽而且可调谐．

2．激光具有广泛的应用，如激光加工、激光全息照相、激光检测、激光通信、激光医学、激

光照排、光盘等．

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，很容易发生明显衍射现象，故可以隔着障

碍物“闻其声”，但光的波长远小于日常生活中物体的尺寸，光在障碍物后形成阴影，故有

“不见其人”的现象．

[要点提炼]

1．各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，即使影的轮廓模糊不清．

2．光产生明显衍射现象的条件

在障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，就会产生明显的

衍射现象．

3．衍射图样的特点

(1)单缝衍射图样的特点：

①中央条纹亮而宽．两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐渐变窄，亮度逐渐减弱．

②光的波长一定时，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．

③白光的单缝衍射条纹是中央为白色亮纹，两侧为彩色条纹．

(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，阴影外边有明暗相间的圆环．

[延伸思考]

衍射现象