光的波动性精选课件.ppt

关于光的波动性第一页，本课件共有51页光到底是什么？光到底是什么？17171717世纪明确形成了世纪明确形成了世纪明确形成了世纪明确形成了两大对立学说两大对立学说两大对立学说两大对立学说牛牛顿顿惠惠更更斯斯微粒说微粒说微粒说微粒说波动说波动说19191919世纪初证明了波世纪初证明了波世纪初证明了波世纪初证明了波动说的正确性动说的正确性动说的正确性动说的正确性由于波动说没有由于波动说没有数学基础以及牛数学基础以及牛顿的威望使得微顿的威望使得微粒说一直占上风粒说一直占上风1919世纪末光电效应现象使得世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在爱因斯坦在2020世纪初提出了世纪初提出了光子说：光具有粒子性光子说：光具有粒子性这里的光子完全不同于牛顿所说的这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒微粒”第二页，本课件共有51页 干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象一种波，就必然会观察到光的干涉现象光的干涉光的干涉第三页，本课件共有51页1801180118011801年，英国物理学家托马斯年，英国物理学家托马斯年，英国物理学家托马斯年，英国物理学家托马斯杨杨杨杨(1773-1829(1773-1829(1773-1829(1773-1829）在实验）在实验）在实验）在实验室里成功的观察到了光的干涉室里成功的观察到了光的干涉室里成功的观察到了光的干涉室里成功的观察到了光的干涉单单单单击击击击画画画画面面面面观观观观看看看看录录录录像像像像光的干涉光的干涉第四页，本课件共有51页光的干涉光的干涉双缝干涉双缝干涉激激激激光光光光束束束束双双双双缝缝缝缝屏屏屏上看到明暗屏上看到明暗相间的条纹相间的条纹第五页，本课件共有51页光的干涉光的干涉双缝干涉双缝干涉S1S2P1PP1PdP1S2P1S1=d光程差光程差P2P2相干波源相干波源S1、S2P2S2P2S1 d距离屏幕的中心越远路程差越大距离屏幕的中心越远路程差越大距离屏幕的中心越远路程差越大距离屏幕的中心越远路程差越大第六页，本课件共有51页光的干涉光的干涉双缝干涉双缝干涉S1S2P1P 1 1 1 1、两两两两个个个个独独独独立立立立的的的的光光光光源源源源发发发发出出出出的的的的光光光光不不不不是是是是相相干干光光，双双双双缝缝缝缝干干干干涉涉涉涉的的的的装装装装置置置置使使使使一一一一束束束束光光光光通通通通过过过过双双双双缝缝缝缝后后后后变变变变为为为为两两两两束束束束相相干干光光，在在在在光屏上形成光屏上形成光屏上形成光屏上形成稳定的稳定的干涉条纹干涉条纹 2 2、在在双双缝缝干干涉涉实实验验中中，光光屏屏上上某某点点到到双双缝缝的的路路程程差差为为半半波波长长的的偶偶数数倍倍时时时时，该该该该点点点点出出出出现现现现亮亮亮亮条条条条纹纹纹纹；光光屏屏上上某某点点到到双双缝缝的的路路程程差差为为半半波波长长的的奇奇数数倍倍时，该点出现时，该点出现暗条纹暗条纹第七页，本课件共有51页光的干涉光的干涉双缝干涉双缝干涉 如图所示的双缝实验中，屏离开挡板越远，条如图所示的双缝实验中，屏离开挡板越远，条纹间的距离越大，另一方面，实验所用光波的波长纹间的距离越大，另一方面，实验所用光波的波长越大，条纹间的距离也越大，这是为什么？越大，条纹间的距离也越大，这是为什么？思考思考 分析：运用几何知识，分析：运用几何知识，分析：运用几何知识，分析：运用几何知识，相邻两条亮条纹之间的距离相邻两条亮条纹之间的距离相邻两条亮条纹之间的距离相邻两条亮条纹之间的距离为为为为其中，波长用其中，波长用其中，波长用其中，波长用表示，表示，表示，表示，d d d d表示表示表示表示两个狭缝之间的距离，两个狭缝之间的距离，两个狭缝之间的距离，两个狭缝之间的距离，l l l l为挡为挡为挡为挡板与屏间的距离板与屏间的距离板与屏间的距离板与屏间的距离S1S2P1Pl第八页，本课件共有51页红光红光白光白光各种光的不同颜色，实际反映了它们不同的各种光的不同颜色，实际反映了它们不同的波长（或频率）用白光做双缝干涉实验，由于波长（或频率）用白光做双缝干涉实验，由于白光内各种单色光的干涉条纹间距不同，在屏上白光内各种单色光的干涉条纹间距不同，在屏上会出现彩色条纹会出现彩色条纹光的干涉光的干涉双缝干涉双缝干涉第九页，本课件共有51页我们知道：波速等于波长和频率的乘积，我们知道：波速等于波长和频率的乘积，这个关系对一切波都是适用的不同的色光在这个关系对一切波都是适用的不同的色光在真空中的传播速度相同，所以波长不同的色光，真空中的传播速度相同，所以波长不同的色光，它们的频率也不同：波长越长，频率越小；波它们的频率也不同：波长越长，频率越小；波长越短，频率越大各色光在真空中的频率的长越短，频率越大各色光在真空中的频率的范围见下表：范围见下表：光的干涉光的干涉双缝干涉双缝干涉第十页，本课件共有51页光的干涉光的干涉双缝干涉双缝干涉1.1.下列现象中说明光具有波动性的是下列现象中说明光具有波动性的是A A光的干涉光的干涉 B B光的衍射光的衍射C C光的反射光的反射 D D光电效应光电效应典型例题A BA B 2.2.两只相同的灯泡发出的光束相遇两只相同的灯泡发出的光束相遇_发生发生干涉现象？（填干涉现象？（填“能能”或或“不能不能”）不能不能第十一页，本课件共有51页3.3.用单色光做双缝干涉实验时，屏上出现明暗相用单色光做双缝干涉实验时，屏上出现明暗相间的干涉条纹，屏上某处到两狭键的距离之差满间的干涉条纹，屏上某处到两狭键的距离之差满足足_ _ _ _ _ _ _时，该处出现亮条纹；时，该处出现亮条纹；屏上某处到两缝的距离之差满足屏上某处到两缝的距离之差满足_ _ _ _ _ _ _ _ _时，该处出现暗条纹时，该处出现暗条纹半波长的偶数倍半波长的偶数倍半波长的奇数倍半波长的奇数倍第十二页，本课件共有51页4.4.用白光做双缝干涉实验时，得到彩色的干涉条纹，用白光做双缝干涉实验时，得到彩色的干涉条纹，下列正确的说法是：下列正确的说法是：A.A.干涉图样的中央亮纹是白色的；干涉图样的中央亮纹是白色的；B.B.在靠近中央亮纹两侧最先出现的是红色条纹；在靠近中央亮纹两侧最先出现的是红色条纹；C.C.在靠近中央亮纹两侧最先出现的是紫色条纹；在靠近中央亮纹两侧最先出现的是紫色条纹；D.D.在靠近中央亮纹两侧最先出现的彩色条纹的颜在靠近中央亮纹两侧最先出现的彩色条纹的颜色与双缝间距离有关色与双缝间距离有关A CA C 第十三页，本课件共有51页5 5 5 5在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片只彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片只彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片只彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时：光），这时：光），这时：光），这时：A A、只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的双缝、只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失干涉条纹消失B B、红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条、红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条纹仍然存在纹仍然存在C C C C、任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光、任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光、任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光、任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光D D D D、屏上无任何亮光、屏上无任何亮光、屏上无任何亮光、屏上无任何亮光C C 第十四页，本课件共有51页光的干涉光的干涉薄膜干涉薄膜干涉1 1、薄膜干涉中两束相干光如何获得？、薄膜干涉中两束相干光如何获得？预习思考题2 2、薄膜干涉有哪些实际应用？、薄膜干涉有哪些实际应用？第十五页，本课件共有51页光的波动性光的衍射光的衍射第十六页，本课件共有51页 光光光光的的的的干干干干涉涉涉涉现现现现象象象象反反反反映映映映了了了了光光光光的的的的波波波波动动动动性性性性，而而而而波波波波动动动动性性性性的的的的另另另另一一一一特特特特征征征征是是是是波波波波的的的的衍衍衍衍射射射射现现现现象象象象，光光光光是是是是否否否否具具具具有有有有衍衍衍衍射射射射现现现现象象象象呢呢呢呢？如如如如果果果果有有有有衍衍衍衍射射射射现现现现象象象象，为为为为什什什什么么么么在在在在日日日日常常常常生生生生活活活活中中中中我我我我们们们们没没没没有有有有观察到光的衍射现象呢？观察到光的衍射现象呢？观察到光的衍射现象呢？观察到光的衍射现象呢？水水水水波波波波、声声声声波波波波都都都都会会会会发发发发生生生生衍衍衍衍射射射射现现现现象象象象，它它它它们们们们发发发发生生生生衍衍衍衍射射射射的的的的现现现现象象象象特特特特征是什么？征是什么？征是什么？征是什么？光的衍射光的衍射第十七页，本课件共有51页 一一一一切切切切波波波波都都都都能能能能发发发发生生生生衍衍衍衍射射射射，通通通通过过过过衍衍衍衍射射射射把把把把能能能能量量量量传传传传到到到到阴阴阴阴影影影影区区区区域域域域，能能能能够够够够发发发发生生生生明明明明显显显显衍衍衍衍射射射射的的的的条条条条件件件件是是是是障障障障碍碍碍碍物物物物或或或或孔的尺寸跟波长差不多孔的尺寸跟波长差不多孔的尺寸跟波长差不多孔的尺寸跟波长差不多 取一个不透光的屏，取一个不透光的屏，取一个不透光的屏，取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽在它的中间装上一个宽在它的中间装上一个宽在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用度可以调节的狭缝，用度可以调节的狭缝，用度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，在平行的单色光照射，在平行的单色光照射，在平行的单色光照射，在缝后适当距离处放一个缝后适当距离处放一个缝后适当距离处放一个缝后适当距离处放一个像屏像屏像屏像屏 激激激激光光光光束束束束调节狭调节狭调节狭调节狭缝宽窄缝宽窄缝宽窄缝宽窄像像屏屏光的衍射光的衍射第十八页，本课件共有51页光的衍射光的衍射单单击击画画面面观观看看录录像像第十九页，本课件共有51页单缝衍射条纹的特征单缝衍射条纹的特征光的衍射光的衍射1 1、中央亮纹宽而亮、中央亮纹宽而亮2 2 2 2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗第二十页，本课件共有51页光的衍射光的衍射观察下列衍射图样，分析衍射规律：观察下列衍射图样，分析衍射规律：不同缝宽的单缝衍射不同缝宽的单缝衍射不同色光的单缝衍射不同色光的单缝衍射第二十一页，本课件共有51页光的衍射光的衍射 1 1 1 1、波波波波长长长长一一一一定定定定时时时时，单单单单缝缝缝缝窄窄窄窄的的的的中中中中央央央央条条条条纹纹纹纹宽宽宽宽，各各各各条条条条纹间距大纹间距大纹间距大纹间距大 2 2、单单缝缝不不变变时时，光光波波波波长长的的（红红光光）中中央央亮亮纹越宽，条纹间隔越大纹越宽，条纹间隔越大 3 3 3 3、白白白白炽炽炽炽灯灯灯灯的的的的单单单单缝缝缝缝衍衍衍衍射射射射条条条条纹纹纹纹为为为为中中中中央央央央亮亮亮亮，两两两两侧侧侧侧为为为为彩彩彩彩色色色色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色单缝衍射规律单缝衍射规律单缝衍射规律单缝衍射规律第二十二页，本课件共有51页光的衍射光的衍射ABS 1 1 1 1、孔较大时孔较大时孔较大时孔较大时屏上出现清晰的光屏上出现清晰的光屏上出现清晰的光屏上出现清晰的光斑斑斑斑 2 2、孔较小时孔较小时屏屏上出现衍射花样上出现衍射花样第二十三页，本课件共有51页光的衍射光的衍射 不不不不只只只只是是是是狭狭狭狭缝缝缝缝和和和和圆圆圆圆孔孔孔孔，各各各各种种种种不不不不同同同同形形形形状状状状的的的的物物物物体体体体都都都都能能能能使使使使光光光光发发发发生生生生衍衍衍衍射射射射，以以以以至至至至使使使使影影影影的的的的轮轮轮轮廓廓廓廓模模模模糊糊糊糊不不不不清清清清，其其其其原原原原因因因因是是是是光光光光通通通通过过过过物物物物体体体体的的的的边边边边缘缘缘缘而而而而发发发发生生生生衍衍衍衍射射射射的的的的结结结结果果果果历历历历史史史史上上上上曾曾曾曾有有有有一一一一个个个个著著著著名名名名的的的的衍射图样衍射图样衍射图样衍射图样泊松亮斑泊松亮斑泊松亮斑泊松亮斑圆屏衍射圆屏衍射圆屏衍射圆屏衍射圆孔衍射圆孔衍射圆孔衍射圆孔衍射钢针的衍射钢针的衍射钢针的衍射钢针的衍射第二十四页，本课件共有51页光的波动性光的电磁说光的电磁说第二十五页，本课件共有51页光的干涉现象光的干涉现象光的干涉现象光的干涉现象光的衍射现象光的衍射现象光的衍射现象光的衍射现象光是一种波光是一种波光光的的电电磁磁说说1919世纪中叶，光的波动说已经得世纪中叶，光的波动说已经得到了公认，但是光波的本质到底是什到了公认，但是光波的本质到底是什么，是像水波？还是像声波呢？么，是像水波？还是像声波呢？19191919世纪世纪世纪世纪60606060年代，麦克斯韦预言了电年代，麦克斯韦预言了电年代，麦克斯韦预言了电年代，麦克斯韦预言了电磁波的存在，并从理论上得出电磁波在磁波的存在，并从理论上得出电磁波在磁波的存在，并从理论上得出电磁波在磁波的存在，并从理论上得出电磁波在真空中的传播速度应为：真空中的传播速度应为：真空中的传播速度应为：真空中的传播速度应为：光是一种电磁波光是一种电磁波光速光速第二十六页，本课件共有51页光的电磁光的电磁说说 1 1 1 1、麦克斯韦根据电磁理论，发现电磁波的波速与光速相同，、麦克斯韦根据电磁理论，发现电磁波的波速与光速相同，、麦克斯韦根据电磁理论，发现电磁波的波速与光速相同，、麦克斯韦根据电磁理论，发现电磁波的波速与光速相同，提出了光是一种电磁波的假说赫兹通过实验证实了光的电磁本提出了光是一种电磁波的假说赫兹通过实验证实了光的电磁本提出了光是一种电磁波的假说赫兹通过实验证实了光的电磁本提出了光是一种电磁波的假说赫兹通过实验证实了光的电磁本质，光的电磁说把光学和电学统一起来了质，光的电磁说把光学和电学统一起来了质，光的电磁说把光学和电学统一起来了质，光的电磁说把光学和电学统一起来了 2 2 2 2、光的颜色是由电磁波的频率决定的不同频率的色、光的颜色是由电磁波的频率决定的不同频率的色、光的颜色是由电磁波的频率决定的不同频率的色、光的颜色是由电磁波的频率决定的不同频率的色光在真空中波速相同，在介质中波速不同同一色光在不光在真空中波速相同，在介质中波速不同同一色光在不光在真空中波速相同，在介质中波速不同同一色光在不光在真空中波速相同，在介质中波速不同同一色光在不同介质中，频率（颜色）不变，波长和波速都要改变在同介质中，频率（颜色）不变，波长和波速都要改变在同介质中，频率（颜色）不变，波长和波速都要改变在同介质中，频率（颜色）不变，波长和波速都要改变在同一介质中，频率越高，波速起小同一介质中，频率越高，波速起小同一介质中，频率越高，波速起小同一介质中，频率越高，波速起小 3 3 3 3、电电电电磁磁磁磁波波波波与与与与机机机机械械械械波波波波的的的的比比比比较较较较:共共共共同同同同点点点点：都都都都能能能能产产产产生生生生干干干干涉涉涉涉和和和和衍衍衍衍射射射射现现现现象象象象；它它它它们们们们波波波波动动动动的的的的频频频频率率率率都都都都取取取取决决决决于于于于波波波波源源源源的的的的频频频频率率率率；在在在在不不不不同同同同介介介介质质质质中中中中传传传传播播播播，频频频频率率率率都都都都不不不不变变变变不不不不同同同同点点点点：机机机机械械械械波波波波的的的的传传传传播播播播一一一一定定定定需需需需要要要要介介介介质质质质，其其其其波波波波速速速速与与与与介介介介质质质质的的的的性性性性质质质质有有有有关关关关，与与与与波波波波的的的的频频频频率率率率无无无无关关关关而而而而电电电电磁磁磁磁波波波波本本本本身身身身就就就就是是是是一一一一种种种种物物物物质质质质，它它它它可可可可以以以以在在在在真真真真空空空空中中中中传传传传播播播播，也也也也可可可可以以以以在在在在介介介介质质质质中中中中传传传传播播播播电电电电磁磁磁磁波波波波在在在在真真真真空空空空中中中中传传传传播播播播的的的的速速速速度度度度均均均均为为为为3.0108m3.0108m3.0108m3.0108ms s s s，在在在在介介介介质质质质中中中中传传传传播播播播时时时时，波波波波速速速速和波长不仅与介质性质有关，还与频率有关和波长不仅与介质性质有关，还与频率有关和波长不仅与介质性质有关，还与频率有关和波长不仅与介质性质有关，还与频率有关关于光的电磁说的几点强调关于光的电磁说的几点强调 第二十七页，本课件共有51页光光的的电电磁磁说说 在电磁波中，能够作用于人的眼睛并在电磁波中，能够作用于人的眼睛并引起视觉的，只是一个很窄的波段，通常引起视觉的，只是一个很窄的波段，通常叫做可见光。其中波长最短的是紫光，波叫做可见光。其中波长最短的是紫光，波长约为长约为400nm400nm波长最长的是红光，波长约波长最长的是红光，波长约为为770nm770nm，波长更长的光不能引起视觉，波长更长的光不能引起视觉，叫做红外线，红外线的波长范围很宽，约叫做红外线，红外线的波长范围很宽，约为为770nm770nm106nm106nm红外线红外线第二十八页，本课件共有51页利用灵敏的红外线探利用灵敏的红外线探利用灵敏的红外线探利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的测器接收物体发出的测器接收物体发出的测器接收物体发出的红外线，用电子仪器红外线，用电子仪器红外线，用电子仪器红外线，用电子仪器对收到的信号进行处对收到的信号进行处对收到的信号进行处对收到的信号进行处理，就可以知道被测理，就可以知道被测理，就可以知道被测理，就可以知道被测物体的信息物体的信息物体的信息物体的信息红外线主要作用红外线主要作用红外线主要作用红外线主要作用是热作用，可以是热作用，可以是热作用，可以是热作用，可以利用红外线来加利用红外线来加利用红外线来加利用红外线来加热物体和进行红热物体和进行红热物体和进行红热物体和进行红外线遥感外线遥感外线遥感外线遥感 光光的的电电磁磁说说红外线技红外线技术的应用术的应用详详介介第二十九页，本课件共有51页光光光光的的的的电电电电磁磁磁磁说说说说紫外线紫外线 紫外线也是不可见光，其波长比紫光还短，大紫外线也是不可见光，其波长比紫光还短，大紫外线也是不可见光，其波长比紫光还短，大紫外线也是不可见光，其波长比紫光还短，大约为约为约为约为5nm5nm5nm5nm40nm40nm40nm40nm紫外线有荧光作用，有些物质受到紫外线有荧光作用，有些物质受到紫外线有荧光作用，有些物质受到紫外线有荧光作用，有些物质受到紫外线照射时可以发出可见光紫外线照射时可以发出可见光紫外线照射时可以发出可见光紫外线照射时可以发出可见光 紫外线可以促使人体合成维生素紫外线可以促使人体合成维生素紫外线可以促使人体合成维生素紫外线可以促使人体合成维生素D D D D，有助于人体对，有助于人体对，有助于人体对，有助于人体对钙的吸收，所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的钙的吸收，所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的钙的吸收，所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的钙的吸收，所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的佝偻病，但是过多的紫外线会使皮肤粗糙，甚至诱发佝偻病，但是过多的紫外线会使皮肤粗糙，甚至诱发佝偻病，但是过多的紫外线会使皮肤粗糙，甚至诱发佝偻病，但是过多的紫外线会使皮肤粗糙，甚至诱发皮肤癌皮肤癌皮肤癌皮肤癌 紫外线能够杀灭多种细菌，可以用紫外线进行消紫外线能够杀灭多种细菌，可以用紫外线进行消紫外线能够杀灭多种细菌，可以用紫外线进行消紫外线能够杀灭多种细菌，可以用紫外线进行消毒毒毒毒注意：红外线与紫外线人眼都是看不到的注意：红外线与紫外线人眼都是看不到的注意：红外线与紫外线人眼都是看不到的注意：红外线与紫外线人眼都是看不到的第三十页，本课件共有51页光光的的电电磁磁说说紫外线紫外线画面上可以清晰的看到钱画面上可以清晰的看到钱币上的防伪标记币上的防伪标记 第三十一页，本课件共有51页光光的的电电磁磁说说伦琴射线伦琴射线 波长比紫外线更短的光叫做伦琴射线，也叫波长比紫外线更短的光叫做伦琴射线，也叫X X射线是德国物理学家伦琴在射线是德国物理学家伦琴在18951895年发现的他年发现的他的穿透能力很强，能使包在黑纸里的照像底片感的穿透能力很强，能使包在黑纸里的照像底片感光，下图是产生光，下图是产生X X射线的装置，叫做射线的装置，叫做X X射线管：射线管：1 1、K K是阴极是阴极2 2、A A是阳极是阳极（也叫对阴极（也叫对阴极）第三十二页，本课件共有51页光光的的电电磁磁说说电磁波谱电磁波谱电磁波谱电磁波谱点点点点击击击击画画画画面面面面观观观观看看看看动动动动画画画画第三十三页，本课件共有51页光光的的电电磁磁说说 按按按按频频频频率率率率由由由由小小小小到到到到大大大大（波波波波长长长长由由由由大大大大到到到到小小小小）排排排排列列列列形形形形成成成成的的的的电电电电磁磁磁磁波波波波谱谱谱谱是是是是：无无无无线线线线电电电电波波波波、红红红红外外外外线线线线、可可可可见见见见光光光光、紫紫紫紫外外外外线线线线、伦伦伦伦琴琴琴琴射射射射线线线线、射射射射线线线线这这这这些些些些频频频频率率率率不不不不同同同同的的的的电电电电磁磁磁磁波波波波本本本本质质质质是是是是相相相相同同同同的的的的它它它它们们们们的的的的行行行行为为为为服服服服从从从从共共共共同同同同的的的的规规规规律律律律，但但但但是是是是他他他他们们们们产产产产生生生生的的的的机机机机理理理理不不不不同同同同，因因因因而而而而具具具具有有有有不不不不同同同同的的的的特特特特性性性性在在在在观观观观察察察察方方方方法法法法和和和和应应应应用用用用上上上上也有所不同也有所不同也有所不同也有所不同 1 1 1 1不同电磁波产生的机理不同电磁波产生的机理不同电磁波产生的机理不同电磁波产生的机理 无无无无线线线线电电电电波波波波是是是是振振振振荡荡荡荡电电电电路路路路中中中中自自自自由由由由电电电电子子子子作作作作周周周周期期期期性性性性的的的的运运运运动动动动产产产产生生生生的的的的红红红红外外外外线线线线、可可可可见见见见光光光光、紫紫紫紫外外外外线线线线是是是是原原原原子子子子外外外外层层层层电电电电子子子子受受受受激激激激发发发发产产产产生生生生的的的的伦伦伦伦琴琴琴琴射射射射线线线线是是是是原原原原子子子子内内内内层电子受激发产生的层电子受激发产生的层电子受激发产生的层电子受激发产生的射线是原子核受激发产生的射线是原子核受激发产生的射线是原子核受激发产生的射线是原子核受激发产生的 2 2 2 2、频频频频率率率率（波波波波长长长长）不不不不同同同同的的的的电电电电磁磁磁磁波波波波表表表表现现现现出出出出作作作作用用用用不不不不同同同同红红红红外外外外线线线线主主主主要要要要作作作作用用用用是是是是热热热热作作作作用用用用，可可可可以以以以利利利利用用用用红红红红外外外外线线线线来来来来加加加加热热热热物物物物体体体体和和和和进进进进行行行行红红红红外外外外线线线线遥遥遥遥感感感感；紫紫紫紫外外外外线线线线主主主主要要要要作作作作用用用用是是是是化化化化学学学学作作作作用用用用，可可可可用用用用来来来来杀杀杀杀菌菌菌菌和和和和消消消消毒毒毒毒；伦伦伦伦琴琴琴琴射射射射线线线线有有有有较较较较强强强强的的的的穿穿穿穿透透透透本本本本领领领领，利利利利用用用用其其其其穿穿穿穿透透透透本本本本领领领领与与与与物物物物质质质质的的的的密密密密度度度度有有有有关关关关，进进进进行行行行对对对对人人人人体体体体的的的的透透透透视视视视和和和和检检检检查查查查部部部部件件件件的的的的缺缺缺缺陷陷陷陷；射射射射线线线线的的的的穿穿穿穿透透透透本本本本领领领领更更更更大大大大，在在在在工工工工业业业业和和和和医医医医学学学学等等等等领领领领域域域域有有有有广广广广泛泛泛泛的的的的应应应应用用用用，如如如如探探探探伤伤伤伤，测测测测厚厚厚厚或或或或用用用用刀刀刀刀进进进进行行行行手手手手术术术术关于电磁波谱的几点强调关于电磁波谱的几点强调 第三十四页，本课件共有51页光的波动性光的偏振现象光的偏振现象第三十五页，本课件共有51页在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上1.横波与纵波的区别什么是横波的偏振现象现在，让绳波穿过一块带有现在，让绳波穿过一块带有现在，让绳波穿过一块带有现在，让绳波穿过一块带有狭缝的木板，如果狭缝与振狭缝的木板，如果狭缝与振狭缝的木板，如果狭缝与振狭缝的木板，如果狭缝与振动方向平行，则振动可以通动方向平行，则振动可以通动方向平行，则振动可以通动方向平行，则振动可以通过狭缝传到木板的另一侧过狭缝传到木板的另一侧过狭缝传到木板的另一侧过狭缝传到木板的另一侧如果狭缝与振动方向垂直，如果狭缝与振动方向垂直，如果狭缝与振动方向垂直，如果狭缝与振动方向垂直，则振动就被狭缝挡住而不能则振动就被狭缝挡住而不能则振动就被狭缝挡住而不能则振动就被狭缝挡住而不能向前传播向前传播向前传播向前传播在横波中，振动方向总是垂直于波的传播方向，但不同的横在横波中，振动方向总是垂直于波的传播方向，但不同的横在横波中，振动方向总是垂直于波的传播方向，但不同的横在横波中，振动方向总是垂直于波的传播方向，但不同的横波，振动方向可以不同对于一个确定的横波，它的振动方波，振动方向可以不同对于一个确定的横波，它的振动方波，振动方向可以不同对于一个确定的横波，它的振动方波，振动方向可以不同对于一个确定的横波，它的振动方向是确定的向是确定的向是确定的向是确定的则无论狭缝怎样放置，弹则无论狭缝怎样放置，弹则无论狭缝怎样放置，弹则无论狭缝怎样放置，弹簧纵波都可以通过狭缝传簧纵波都可以通过狭缝传簧纵波都可以通过狭缝传簧纵波都可以通过狭缝传播到木板的另一侧播到木板的另一侧播到木板的另一侧播到木板的另一侧 横波具有偏振现象第三十六页，本课件共有51页 受上面实验的启发，我们可以利用类似的实验来判断光波是横波还是纵波偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方向平向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片偏振片对光波的作用就行的光波才能通过偏振片偏振片对光波的作用就像上图中的狭缝对于机械波的作用一样像上图中的狭缝对于机械波的作用一样 现在利用偏振片代替上面的带有狭缝的木板，来做光现在利用偏振片代替上面的带有狭缝的木板，来做光学实验学实验第三十七页，本课件共有51页点击下图观看动画演示点击下图观看动画演示第三十八页，本课件共有51页当只有一块偏振片时，当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强转偏振片，透射光的强度不变度不变当两块偏振片的透振方当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱一块偏振片时要弱当两块偏振片的透振方向当两块偏振片的透振方向当两块偏振片的透振方向当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最垂直时，透射光的强度最垂直时，透射光的强度最垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零弱，几乎为零弱，几乎为零弱，几乎为零.第三十九页，本课件共有51页产生上述现象的原因产生上述现象的原因1 1 1 1、太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂、太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂、太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂、太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同这种光叫做自然个方向振动的光波的强度都相同这种光叫做自然个方向振动的光波的强度都相同这种光叫做自然个方向振动的光波的强度都相同这种光叫做自然光光光光.第四十页，本课件共有51页2 2、自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之后，、自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之后，只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的光波才只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通过也就是说，通过第一个偏振片的光波，能通过也就是说，通过第一个偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动这种光叫做偏振光方向振动这种光叫做偏振光横波只沿着某一个横波只沿着某一个横波只沿着某一个横波只沿着某一个特定的方向振动，特定的方向振动，特定的方向振动，特定的方向振动，称为波的偏振只称为波的偏振只称为波的偏振只称为波的偏振只有横波才有偏振现有横波才有偏振现有横波才有偏振现有横波才有偏振现象象象象第四十一页，本课件共有51页3 3 3 3、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片（称为检偏器）时，如果两个偏振片的透振方片（称为检偏器）时，如果两个偏振片的透振方片（称为检偏器）时，如果两个偏振片的透振方片（称为检偏器）时，如果两个偏振片的透振方向平行，那么，通过第一个偏振光的振动方向跟向平行，那么，通过第一个偏振光的振动方向跟向平行，那么，通过第一个偏振光的振动方向跟向平行，那么，通过第一个偏振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向平行，透射光的强度最第二个偏振片的透振方向平行，透射光的强度最第二个偏振片的透振方向平行，透射光的强度最第二个偏振片的透振方向平行，透射光的强度最大大大大第四十二页，本课件共有51页4 4、如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏、如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂直，振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂直，偏振光不能通过第二个偏振片，透射光的强度为偏振光不能通过第二个偏振片，透射光的强度为零零 所以，光是一种横波 第四十三页，本课件共有51页4 4、光的偏振的应用、光的偏振的应用 从第十九章我们知道，电磁波是横波，电磁波从第十九章我们知道，电磁波是横波，电磁波从第十九章我们知道，电磁波是横波，电磁波从第十九章我们知道，电磁波是横波，电磁波中电场强度中电场强度中电场强度中电场强度E E E E和磁感应强度和磁感应强度和磁感应强度和磁感应强度B B B B的振动方向都与电磁波的振动方向都与电磁波的振动方向都与电磁波的振动方向都与电磁波的传播方向垂直的传播方向垂直的传播方向垂直的传播方向垂直 实验指出，光波的感光作用和生理作用等主实验指出，光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强度要是由电场强度E E所引起的，因此常将所引起的，因此常将E E的振动称的振动称为光振动在与光波传播方向垂直的平面内，光为光振动在与光波传播方向垂直的平面内，光振动的方向可以沿任意的方向振动的方向可以沿任意的方向 光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光光振动沿着特定方向的光就是偏振光光光振动沿着特定方向的光就是偏振光 第四十四页，本课件共有51页1 1、汽车车灯、汽车车灯 汽汽车车夜夜间间在在公公路路上上行行驶驶与与对对面面的的车车辆辆相相遇遇时时，为为了了避避免免双双方方车车灯灯的的眩眩目目，司司机机都都关关闭闭大大灯灯，只只开开小小灯灯，放放慢慢车车速速，以以免免发发生生车车祸祸。如如驾驾驶驶室室的的前前窗窗玻玻璃璃和和车车灯灯的的玻玻璃璃罩罩都都装装有有偏偏振振片片，而而且且规规定定它它们们的的偏偏振振化化方方向向都都沿沿同同一一方方向向并并与与水水平平面面成成4545度度角角，那那么么，司司机机从从前前窗窗只只能能看看到到自自已已的的车车灯灯发发出出的的光光，而而看看不不到到对对面面车车灯灯的的光光，这这样样，汽汽车车在在夜夜间间行行驶驶时时，即即不不要要熄熄灯灯，也不要减速，可以保证安全行车。也不要减速，可以保证安全行车。第四十五页，本课件共有51页未装偏振照明灯的情景第四十六页，本课件共有51页安装偏振照明灯的情景第四十七页，本课件共有51页光光的的偏偏振振现现象象并并不不罕罕见见除除了了从从光光源源（如如太太阳阳、电电灯灯等等）直直接接发发出出的的光光以以外外，我我们们通通常常看看到到的的绝绝大大部部分分光光，都都是是偏偏振振光光自自然然光光射射到到两两种种介介质质的的界界面面上上，如如果果光光入入射射的的方方向向合合适适，使使反反射射光光与与折折射射光光之之间间的的夹夹角角恰恰好好是是9090，这这时时，反反射射光光和和折折射射光光就就都都是是偏偏振振的的，并并且且偏偏振振方方向向互相垂直互相垂直第四十八页，本课件共有51页 光光光光的的的的偏偏偏偏振振振振现现现现象象象象有有有有很很很很多多多多应应应应用用用用如如如如在在在在拍拍拍拍摄摄摄摄日日日日落落落落时时时时水水水水面面面面下下下下的的的的景景景景物物物物、池池池池中中中中的的的的游游游游鱼鱼鱼鱼、玻玻玻玻璃璃璃璃橱橱橱橱窗窗窗窗里里里里的的的的陈陈陈陈列列列列物物物物的的的的照照照照片片片片时时时时，由由由由于于于于水水水水面面面面或或或或玻玻玻玻璃璃璃璃表表表表面面面面的的的的反反反反射射射射光光光光的的的的干干干干扰扰扰扰，常常常常使使使使景景景景像像像像不不不不清清清清楚楚楚楚如如如如果果果果在在在在照照照照相相相相机机机机镜镜镜镜头头头头前前前前装装装装一一一一片片片片偏偏偏偏振振振振滤滤滤滤光光光光片片片片，让让让让它它它它的的的的透透透透振振振振方方方方向向向向与与与与反反反反射射射射光光光光的的的的偏偏偏偏振振振振方方方方向向向向垂垂垂垂直直直直，就就就就可以减弱反射光而使景像清晰可以减弱反射光而使景像清晰可以减弱反射光而使景像清晰可以减弱反射光而使景像清晰第四十九页，本课件共有51页（C C）用偏光用偏光镜镜消除消除了了反射偏振光反射偏振光 使玻使玻璃璃门门内的人物清内的人物清晰可晰可见见（A A）玻璃玻璃门门表面的表面的反反光很光很强强（B B）用偏光用偏光镜镜减弱减弱了了反射偏振光反射偏振光橱窗设计橱窗设计第五十页，本课件共有51页感感谢谢大大家家观观看看28.02.2023第五十一页，本课件共有51页