新教材高中粤教版物理选择性必修第一册学案-第四章-第六节-第七节-光的衍射和偏振-激-光-含答案.pdfVIP

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第六节光的衍射和偏振

第七节激光

必备知识·自主学习

一、光的衍射

为什么会发生小孔衍射现象？

提示：因为光是一种波，衍射是波的特征。

光的单缝衍射中光还沿直线传播吗？

提示：光不再沿直线传播。光只有在没有障碍物的均匀介质中才是沿

直线传播的。

1．定义：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，在屏上应该出现阴影的区域出现明条纹或亮斑，应该属于亮区的

地方也会出现暗条纹或暗斑的现象。

2．衍射图样：衍射时产生的明暗相间的条纹或光环。

3．单缝衍射：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，其余条纹变窄变暗；白光通过狭缝

时，在屏上出现彩色条纹，中央为白条纹。

4．圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现明暗相间的圆环。

5．明显衍射的条件：当障碍物的尺寸与光的波长相当，甚至小于光的

波长时，光将发生明显的衍射。

二、光的偏振

偏振现象只有沿偏振片的“透振方向”振动的光波才能通过偏振片

结论偏振现象表明光是一种横波

偏振光的(1)自然光通过偏振片后得到偏振光

形成(2)自然光在介质表面反射时，反射光和折射光都是偏振光

偏振现象(1)在照相机镜头前安装的偏振滤光片

的应用(2)偏振光眼镜

三、激光

1．激光的特性：

(1)单色性好；(2)相干性好；(3)平行度好；(4)亮度高。

2．激光的应用：

(1)通信方面：光导纤维中用激光传输信息。

(2)工业方面：激光焊接技术。

(3)医学方面：切割肿瘤的光刀，激光祛斑，治疗牙神经发炎。

(4)农业方面：准确预告降雨量。

(5)全息照相：同时记录振幅与相位的照相技术，应用了激光的相干性，

平行度好和亮度高的特点。

(1)使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄。(×)

(2)菜汤上的油花呈现彩色，是光的折射现象。(×)

(3)换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽。(√)

(4)凡是波都有偏振现象。(×)

(5)反射可以引起自然光的偏振。(√)

关键能力·合作学习

知识点一三种不同的衍射现象及特点

1．单缝衍射：

(1)现象：如图，点光源S发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较

宽，则光沿直线传播，传播到光屏上的AB区域；若缝足够窄，则光

不再沿直线传播而是传到几何阴影区，在AA′、BB′区出现亮暗相间的

条纹，即发生了衍射现象。

(2)单缝衍射图样的四个特点：

①中央条纹亮而宽；

②两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐渐变窄，亮度逐渐减弱；

③波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，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；

④白光的单缝衍射条纹中央为白色亮条纹，两侧为彩色条纹，且外侧

呈红色，靠近白色亮条纹的内侧为紫色。

2．圆孔衍射：

(1)现象：圆孔衍射如图甲所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上

出现如图乙中a所示的情形，光沿直线传播，无明显衍射现象发生；

当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现如图乙中b所示的衍射图样，

出现亮、暗相间的圆环。

(2)圆孔衍射图样的两个特点

①单色光的圆孔衍射图样中央亮圆的亮度大，外面是明暗相间的不等

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)现象：各种不同形状的障碍物也能使光发生衍射，使影的轮廓模糊

不清。若在单色光传播途中，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，如图乙中c所示。

(2)障碍物的衍射图样的特点：圆形阴影中心有一亮斑，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。

取3块不透光的板，在每块板的中间各开1个圆孔，3块板所开的圆孔

大小不一。先用点光源照射圆孔最大的那块板，在屏上会出现一个明

亮的圆形光斑图a