教科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第4章 光及其应用 6.光的衍射与偏振--7.激光.ppt

知识归纳1.单缝衍射图样(1)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)缝变窄后通过的光变少,而光分布的范围更宽,亮条纹的亮度降低。(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,中央亮条纹是白色的,两边是彩色条纹,中央亮条纹仍然最宽最亮。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。(2)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)、完全黑暗。3.不透明的小圆板衍射图样(泊松亮斑)(1)在圆板的阴影中心出现亮斑,在阴影外有明暗相间的圆环。(2)泊松亮斑图样的亮环或暗环的距离随着圆板半径的增大而减小,而且背景是明亮的,如图所示。泊松亮斑特别提示理解并牢记各种衍射图样的特征(1)单缝衍射条纹的特征可以用十二个字概括:中宽边窄、中亮边暗、中白边彩。其中“中白边彩”只适合于白光光源。(2)各种衍射图样的形状不同,但图样的分布规律、影响因素都是类似的。应用体验【例1】(多选)用如图甲所示装置做圆孔衍射实验,在屏上得到的衍射图样如图乙所示,实验发现光绕过孔的边缘,传播到了相当大的范围。下列说法正确的是()A.这个实验用事实证明了光具有波动性B.圆孔变小,衍射图样的范围反而变大C.圆孔变小,中央亮斑的亮度反而变大D.不同波长的光对应衍射图样完全相同AB解析圆孔变小,衍射现象更明显,即衍射图样的范围反而变大,故B正确;圆孔变小时,光透过的能量会变小,而中央亮斑面积会变大,所以亮度会变暗,故C错误;用不同波长的光做实验,衍射图样不完全相同,相同孔径时,波长越长,则亮斑会越大,故D错误;衍射实验证实了光具有波动性,故A正确。对点演练1(多选)如图为红光、蓝光分别通过单缝、双缝所呈现的图样,则()A.图甲为红光的衍射图样B.图乙为红光的衍射图样C.图丙为蓝光的干涉图样D.图丁为蓝光的干涉图样BD解析由图样特点可知,甲、乙为衍射图样,且波长越长,中央亮条纹越宽,条纹间距越大,因为红光波长大于蓝光,所以图甲为蓝光的衍射图样,图乙为红光的衍射图样,故A错误,B正确;由图样特点可知,丙、丁为干涉图样,且由Δx=可知,光的波长越长,干涉条纹间距越大,故图丙为红光的干涉图样,图丁为蓝光的干涉图样,故C错误,D正确。探究点二自然光和线偏振光的比较导学探究用手握住绳的一端,另一端固定。手做垂直于绳方向的抖动,在绳上就形成了横波。如果在绳波传播的路径中放置一个带有狭缝的栅栏,我们看到:当狭缝的方向与绳的振动方向相同时,绳上横波可以传过去;狭缝的方向与绳的振动方向垂直时,绳上横波就不能通过了(如图所示)。这种现象叫作偏振。光有这种现象吗?提示有。知识归纳偏振片上的“狭缝”表示透振方向,而不是真实的狭缝。只要光的振动方向不与透振方向垂直,都可以不同程度地通过偏振片,不过强度要比振动方向与透振方向平行的光弱一些。1.自然光和线偏振光比较项自然光线偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过偏振片后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿所有方向,且沿各个方向振动的光强度都相同在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿某一特定方向(与偏振片透振方向一致)举例太阳、电灯、蜡烛火焰等直接发出的光自然光在介质表面反射和折射形成的光2.获取线偏振光的方法(1)让自然光通过一块偏振片。(2)让自然光射到两种介质的交界面上,入射角合适使得反射光与折射光垂直时,反射光和折射光都是线偏振光,且偏振方向互相垂直。应用体验【例2】如图所示,让太阳光通过偏振片P和Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q,可以看到透射光的强度会发生变化,这是光的偏振现象。这个实验表明()A.光是电磁波B.光是一种横波C.光是一种纵波D.光是一种概率波B解析当以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q,可以看到透射光的强度会发生变化,说明偏振片的透振方向会影响到光的透射强度,则光的振动方向一定与传播方向垂直,所以这个实验表明光是一种横波,故选B。对点演练2(2023江苏南通高二期中)有一种魔