（浙江新高考专用版）2019-2020学年高中物理 第十三章 光 5-6 光的衍射 光的偏振课件 新

第十三章光5光的衍射6光的偏振知识内容选考要求课时要求光的衍射b1.了解光的衍射现象，知道光产生明显衍射现象的条件以及衍射条纹的特点.2.会用激光笔和光传感器做单缝衍射实验，能区分干涉条纹和衍射条纹.3.知道光的偏振现象，了解自然光与偏振光的区别以及偏振的简单应用.知道光的偏振现象证明了光是横波.光的偏振bNEIRONGSUOYIN内容索引自主预习预习新知夯实基础重点探究启迪思维探究重点达标检测检测评价达标过关课时对点练注重双击强化落实自主预习一、光的衍射1.用单色平行光照射狭缝，当缝很时，光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了的地方.这就是光的衍射现象.2.各种不同形状的障碍物都能使光发生，致使影的轮廓，出现_____的条纹.3.发生明显衍射现象的条件：在障碍物的尺寸可以跟光的波长，甚至比光的波长还的时候，衍射现象十分明显.4.衍射光栅(1)构成：由许多的狭缝地排列起来形成的光学元件.(2)增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度变，亮度.(3)种类：和.相当宽窄衍射模糊不清明暗相间相比小等宽等距离窄增加透射光栅反射光栅二、光的偏振1.偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能顺利通过偏振片，这个方向叫做“方向”.2.自然光和偏振光(1)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于上沿方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的都.这种光是“自然光”.(2)偏振光：在垂直于的平面上，沿着某个的方向振动，这种光叫做偏振光.特定透振传播方向一切强度相同传播方向特定3.光的偏振现象说明光是一种波.4.偏振现象的应用照相机镜头前的偏振滤光片、电子表的液晶显示、立体电影、车灯眩光的消除等.横判断下列说法的正误.(1)衍射条纹和干涉条纹都是明暗相间的，所以二者是一样的.()(2)只有波长长的光才发生明显的衍射现象.()(3)横波和纵波都能产生偏振现象.()(4)自然光通过偏振片可以获得偏振光.()即学即用×××√重点探究(1)让一束激光照射在游标卡尺两个卡脚之间的缝上，逐渐减小两个卡脚之间的距离，使缝越来越小，观察照在屏幕上光斑的变化.缝宽大约多大时屏幕上出现条纹？缝间距变小时，条纹有什么变化？一、光的衍射导学探究答案大约0.4mm时会出现条纹，当缝间距变小时，屏幕上条纹间距逐渐变宽，但亮度逐渐减弱.(2)用针尖在一张厚纸上扎一个很小的小孔，用眼睛通过小孔观察太阳光，会观察到什么现象？答案会观察到中央为亮圆，周围为彩色的圆环.三种衍射图样的特点1.单缝衍射(1)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，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白色条纹.(2)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.知识深化2.圆孔衍射：光通过小孔(孔很小)时，在光屏上出现明暗相间的圆环.如图1所示.图1图23.圆板衍射(泊松亮斑)(1)若在单色光(如激光)传播途中放一个较小的圆形障碍物，会发现在影的中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑.衍射图样如图2所示.(2)中央是亮斑，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.例1(多选)关于光的衍射现象，下面说法正确的是A.红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B.白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹C.光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D.光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射解析红光照到狭缝上产生的衍射图样是红暗相间的直条纹，白光的衍射图样是彩色条纹，光照到不透明小圆盘上，在其阴影中心处出现亮点，是衍射现象，光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项屏中大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象.故A、C正确.√√针对训练1观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，看到的现象是A.衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显B.衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显C.衍射条纹的间距不变，只是亮度增强D.以上现象都不会发生解析由单缝衍射实验的调整与观察可知，狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，条纹间距也越大，本题是将缝调宽，现象向相反的方向变化，故选项A正确，B、C、D错误.√二、单缝衍射与双缝干涉的比较1.不同点(1)产生条件单缝衍射：只要狭缝足够小双缝干涉：频率相同的两列光波相遇叠加(2)图样单缝衍射的图样是中央为最宽最亮的亮条纹，两侧亮条纹变暗变窄双缝干涉的图样是亮度相同的等间距的条纹2.相同点(1)都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或减弱的结果.(2)都是波特有的现象，表明光是一种波.例2如图3所示的四幅明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹).则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是图3A.红黄蓝紫B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄D.蓝黄红紫√解析双缝干涉条纹平行等距，且波长越长，条纹间距越大，而红光波长比蓝光波长长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；又由于黄光波长比紫光波长长，故第四幅图为黄光的衍射图样，第二幅图为紫光的衍射图样.[学科素养]例2分辨了衍射和干涉图样.宽度上：双缝干涉的条纹是等宽等间距的，而单缝衍射的条纹是中央亮条纹最宽，两侧的条纹变窄；亮度上：双缝干涉条纹从中央往两侧亮度变化很小；而单缝衍射的中央条纹最亮，两侧逐渐变暗，在分辨过程中提高了学生的综合分析能力，这是对基于事实建构的物理模型的应用过程，体现了“科学思维”的学科素养.针对训练2(多选)如图4(a)所示是做双缝干涉实验的示意图.先做操作1：用两块不同颜色的滤光片分别挡住双缝屏上下两半部分Ⅰ和Ⅱ；接着再做操作2：用不透明的挡板挡住b缝.若两块滤光片一块是红色，一块是蓝色，则图4A.完成操作1后，光屏上出现的是图(b)图案，且甲是红色条纹，乙是蓝色条纹B.完成操作1后，光屏上出现的是图(c)图案，且丙是蓝色条纹，丁是红色条纹C.完成操作2后，光屏上出现的是图(b)图案，且甲是蓝色条纹，乙是红色条纹D.完成操作2后，光屏上出现的是图(c)图案，且丙是红色条纹，丁是蓝色条纹√√解析题图(b)中的条纹为等间距明暗相间条纹，是干涉图样.题图(c)为中间最宽且不等间距明暗相间条纹，是衍射条纹.操作1是双缝干涉实验，故条纹间距相等，光屏上出现题图(b)图案，由图案知甲的波长大于乙的波长，故甲为红色条纹，乙为蓝色条纹，A正确；操作2是单缝衍射，条纹间距不相等，光屏上为题图(c)图案，再结合波长关系可知D正确.如图所示，取一个偏振片P，让阳光通过偏振片P，在P的另一侧观察，可以看到偏振片是透明的；在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片Q，会看到什么现象？这说明什么？三、光的偏振导学探究答案会看到在旋转Q时光的亮度发生变化.偏振片的作用类似于狭缝的作用，只有振动方向与透振方向一致的光才能通过.当偏振片Q与P的透振方向平行时，穿过Q的光最强；当Q与P的透振方向垂直时，光不能透过Q.对偏振方向与透振方向的理解透振方向：偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能顺利通过偏振片，这个方向叫做“透振方向”.(1)当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向平行时，透射的光最强；当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向垂直时，光不能穿过偏振片.(2)当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向既不平行也不垂直时，则仍会有部分光透过偏振片，只是透过的光的强度介于平行和垂直两种情况之间.知识深化例3(2018·湖州高二下学期期末)如图5所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧，以两偏振片的中心连线为轴旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是A.A、B均不变B.A、B均有变化C.A不变，B有变化D.A有变化，B不变解析以两偏振片的中心连线为轴旋转偏振片P，A点的光强不变；当两偏振片的偏振方向平行时B点亮度最大，当偏振方向垂直时B点的亮度最小，则B点亮度有变化，故选C.√图5达标检测1.(光的衍射)(多选)对光的衍射现象的定性分析，正确的是A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象B.衍射图样是光波相互叠加的结果C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D.光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论√1234√√解析根据光的衍射现象的定义可知选项A正确；衍射图样中有亮、暗条纹，这是光波相互叠加的结果，加强区为亮条纹，减弱区为暗条纹，选项B正确；因为衍射也是波特有的现象，所以光的衍射现象的发现为光的波动说提供了有力证据，选项C正确；当障碍物较大时，光的衍射很弱，光几乎沿直线传播，即光的直线传播只是特殊情况下的近似，二者是统一的，选项D错误.12342.(光的衍射)让烛光照射到一块遮光板上，板上有一个可自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢地由大收缩变小直到闭合时，则在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)是A.三角形光斑倒立的烛焰明暗相间的圆环B.三角形光斑圆形光斑倒立的烛焰C.倒立的烛焰圆形光斑明暗相间的圆环D.三角形光斑明暗相间的圆环倒立的烛焰234√1解析当三角形孔较大时，屏上出现一个三角形光斑，如图甲所示，随着三角形缓慢地收缩，光斑逐渐变小；当三角形孔小到一定程度时，屏上会出现倒立的烛焰，如图乙所示；继续使三角形孔缓慢收缩，可以观察到小孔衍射图样；当孔闭合时，屏上就会一片黑暗.故A正确.12343.(单缝衍射与双缝干涉的比较)(多选)(2017·宁波效实中学高二第二学期期中)做单缝衍射实验和双缝干涉实验时，用激光比普通光源效果更好，图象更清晰.如图6所示，如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况.下列说法正确的是A.做单缝实验时，光强分布如图乙所示B.做单缝实验时，光强分布如图丙所示C.做双缝实验时，光强分布如图乙所示D.做双缝实验时，光强分布如图丙所示图6√1234√4.(光的偏振)(2017·嘉兴一中高二第二学期期中)让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，如图7所示，此时可在屏上看到明显的亮光.以光的传播方向为轴旋转下列仪器，最有可能看到操作前后因透射光的强度发生变化，引起光屏亮度改变的是A.沿光的传播方向看P顺时针转动90°B.沿光的传播方向看P顺时针转动180°C.沿光的传播方向看光源顺时针转动90°D.沿光的传播方向看光屏顺时针转动180°1234图7√课时对点练一、选择题考点一光的衍射1.(多选)在单缝衍射实验中，下列说法正确的是A.其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B.其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C.其他条件不变，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D.其他条件不变，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽12345678910111213√√√解析黄光波长大于绿光波长，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，条纹间距也越宽，所以A、C正确；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹间距会变宽，B错误；当光的波长一定，单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距会变宽，D正确.123456789101112132.(多选)沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象，发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗，这是由于在这种情况下A.只有波长较短的一部分光才能到达地面B.只有波长较长的一部分光才能到达地面C.只有频率较高的一部分光才能到达地面D.只有频率较低的一部分光才能到达地面解析根据光发生明显衍射现象的条件知，发生沙尘暴时，只有波长较长的一部分光能到达地面，据λ＝知，到达地面的光是频率较低的一部分光，故选项B、D正确.√12345678910111213cf√3.(多选)(2018·金华高二检测)抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图1所示.激光