人教版高中物理选修3-4第7讲：光的色散 衍射 偏振 激光 （学生版）——公主坟陈亚光.docVIP

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光的色散衍射偏振激光

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1.理解光的色散和衍射。

2.学会综合分析光学知识并能够解决相关问题。

1.色散

（1）不同颜色的光，波长不同.

（2）光的色散：含有多种颜色的光被分解成单色光的现象．

（3）薄膜干涉中的色散：肥皂膜的干涉条纹是彩色的；镀膜镜头看起来是有颜色的，镀膜厚度不同，颜色也不同.

（4）折射时的色散：白光经过棱镜后会发生色散现象．各种色光通过棱镜后，红光偏折角度最小，紫光的偏折角度最大．偏折角度不同，表明同一介质对不同色光的折射率不同，对红光的折射率小，对紫光的折射率大．由此可知，在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度不同，波长越短，波速越慢．

2.衍射

（1）衍射：光离开直线路径绕到障碍物阴影里的现象，如单缝衍射、圆孔衍射.

（2）发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸比光的波长小或者跟波长差不多.

3.偏振

（1）自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光是自然光．

（2）偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动，这种光叫做偏振光．

（3）只有横波才有偏振现象.光的偏振证明光是横波．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光；自然光在玻璃等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光.

4.激光：有高度的相干性，平行度很好，亮度高．

类型一：光的衍射；光的折射定律

例1（2014年朝阳期末）以下说法中正确的是（）

A．增透膜是利用了光的色散现象

B．白光通过三棱镜后形成彩色光带是利用了光的干涉现象

C．电子表的液晶显示是利用了光的偏振现象

D．用标准平面检查光学仪器表面的平整程度是利用了光的衍射现象

解答：A、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，由前后两表面的反射光线，频率相同，进行相互叠加，故A错误；

B、三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射现象，故B错误；

C、液晶显示是利用了光的偏振现象，故C正确；

D、用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象，而不是衍射现象，故D错误；

故选：C．

类型二:光的综合

abcSA8.（2014四中期末）如图所示，水面下的光源S向水面A点发射一束光线，反射光线为c，折射光线分成a、

a

b

c

S

A

A．在水中a光的速度比b光的速度小

B．由于色散现象，经水面反射的光线c也可能分为两束

C．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距

D．若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，a光将先消失

解析：A、由题，两光束的入射角i相同，折射角r?a?＜r?b?，根据折射定律得到，折射率n?a?＜n?b?．由公式v=?分析得知，在水中a光的速度比b光的速度大．故A错误

B、入射角等于反射角，所以经水面反射的光线c不能分为两束，故B错误

C、折射角r?a?＜r?b?，频率f?a?＜f?b?，波长λ?a?＞λ?b?，则a光的干涉条纹间距大于b光的间距．故C正．

D、若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，b光的折射角先达到90°，发生全反射，最先消失．故D错．

答案：C

类型三：激光

例3一激光器发光功率为P,发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ,c表示光在真空中

的速度,h表示普朗克恒量,下列说法中正确的是( )

A.该光在真空中的波长为nλB.该光的频率为c/λ

C.该激光器在t时间内辐射的光子数为D.该光的频率为

解析：光从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化，对激光也是一样；由n＝和v＝fλ得f＝，所以λ空＝＝nλ.

思路分析：光从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化，根据折射率公式，波长、波速、频率的关系进行解题。

试题点评：考查光的折射，波长、波速、频率的关系

答案：AD

类型四：光的综合

例4（2014四中