2022年教科版高中物理选修5.3-4《光的衍射与偏振 激光》word学案.doc

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1、学案3光的衍射与偏振激光 学习目的定位1.明白光产生明显衍射现象的条件，理解几种不同衍射现象的图样.2.能用衍射知识对生活中的现象进展解释和分析.3.认识光的偏振现象，明白光是横波.4.明白偏振光和自然光的区别，能用偏振知识来解释生活中的一些常见光学现象.5.理解激光的特性及应用1波能够 的现象叫波的衍射产生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸 ，或比波长小2横波是质点振动方向跟波的传播方向 的波纵波是质点振动方向跟波的传播方向平行的波一、光的衍射1概念：光通过非常小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了 的方向而绕到狭缝(或圆孔)后面接着传播的现象2衍射图像：单色光的单缝衍射图像的特点是中央有一条 的

2、条纹，两边是对称而 的条纹，亮条纹的强度向两边 白光的单缝衍射图像的特点是中央是一条 ，两边是非常快减弱的 3发生明显衍射现象的条件：当单缝(或圆孔)的尺寸跟光的波长相差 ，或者比波长 时，会发生明显的衍射现象二、光的偏振1线偏振光：假如光振动的方向限在 ，这种光叫线偏振光2自然光：通常光源发出的光(包括太阳光)是由大量的、 不同而互不相关的 组成的，称为自然光3意义：光的偏振现象进一步证明了光是 波三、激光1激光的特别性质： 、 、单色性好、 、覆盖波段宽而且可调谐2激光具有广泛的应用，如激光 、激光全息照相、激光 、激光 、激光 、激光照排、光盘等一、光的衍射咨询题设计唐代诗人王维的诗句“

3、空山不见人，但闻人语响”描写了一种常见的“闻其声而不见其人”的物理现象这种现象是如何构成的呢？为什么声波容易发生衍射现象而光波不容易发生衍射现象呢？要点提炼1各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，即便影的轮廓 2光产生明显衍射现象的条件在障碍物或小孔的尺寸能够跟光的波长 ，甚至比光的波长 的时候，就会产生明显的衍射现象3衍射图样的特点(1)单缝衍射图样的特点：中央条纹 两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐步 ，亮度逐步 光的波长一定时，单缝窄的中央条纹 ，各条纹间距 ；单缝不变时，光波波长大的中央条纹 ，条纹间距 白光的单缝衍射条纹是中央为 ，两侧为 (2)圆孔衍射图样的特点：单色光的圆孔衍射图

4、样中央亮圆的亮度高，外面是明暗相间的 (填“等距”或“不等距”)的圆环，越向外，亮环亮度越 白光的圆孔衍射图样中央亮圆为 ，四周是 圆环(3)泊松亮斑：障碍物的衍射现象在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发如今阴影中心有一个 ，这确实是著名的泊松亮斑图样特点：中央是一个亮斑，圆板阴影的边缘模糊，阴影外边有明暗相间的圆环延伸考虑衍射现象明显确实是衍射条纹更亮吗？二、光的偏振咨询题设计1取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，软绳上构成一列横波，质点在竖直平面内沿着上下方向振动假如手持绳的一端左右抖动，会在绳上构成另一列横波，质点在水平平面内沿着左右方向振动如今让软绳穿过一块带有狭

5、缝的木板分别将狭缝与振动方向平行放置及与振动方向垂直放置，观察发生的现象(如图1甲、乙所示)假如将这根绳换成细软的弹簧，前后推进弹簧构成纵波，观察发生的现象(如图丙所示)这两种现象说明什么？图12如图2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，能够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？图2要点提炼1横波、纵波的断定方法(1)直截了当看质点的振动方向与波传播方向的关系假设 ，为横波；假设 ，为纵波，这种方法适用于可看得见质点振动方向的机械波(2)看波能否通过两个互相垂直且共线的“狭缝”， 通过两个“

6、狭缝”的为纵波， 通过的为横波2偏振片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 振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫做透振方向偏振片对光波的作用就像 的作用一样3光的偏振现象说明光是一种 波4自然光和偏振光自然光偏振光光的来源直截了当从光源发出的光自然光通过起偏振器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一样在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某一特定方向(与起偏振器透振方向一致)举例太阳、电灯、蜡烛火焰等直截了当发出的光自然光在介质外表反射和折射构成的光5.偏振现象的应用举例(1)摄影中应用偏振光：为了消除反射光的妨

7、碍，在镜头前安装一片偏振滤光片，让它的透振方向与玻璃外表的反射光的偏振方向 ，阻挠了反射光进入镜头(2)电子表的液晶显示屏：在两块透振方向互相 的偏振片当中插进一个液晶盒，液晶具有各向异性的属性，特别是对偏振光通过液晶时，其偏振方向会旋转90，利用这种特性操纵光通过或不通过，从而显示数字的形状一、对光的衍射的理解例1观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2 mm逐步增大到0.8 mm，看到的现象是()A衍射条纹的间距逐步变小，衍射现象逐步不明显B衍射条纹的间距逐步变大，衍射现象越来越明显C衍射条纹的间距不变，只是亮度加强D以上现象都不会发生例2如图3所示的4幅明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过

8、同一个双缝干预仪器构成的干预图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝构成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)则在下面的四幅图中从左到右陈列，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蓝黄红紫二、对光的偏振的理解例3如图4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右侧旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是()图4AA、B均不变 BA、B均有变化CA不变，B有变化 DA有变化，B不变例4一段时间以来，“假奶粉事件”闹得沸沸扬扬，奶粉中碳水化合物(糖)含量是一个重要指标，能够用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量图5偏振光通过糖的水溶液后，偏振方

9、向会相关于传播方向向左或向右旋转一个角度，这一角度称为“旋光度”，的值只与糖溶液的浓度有关，将的测量值与标准值相比拟，就能确定被测样品的含糖量了如图5所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则以下说法中正确的选项()A到达O处光的强度会明显减弱B到达O处光的强度不会明显减弱C将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于D将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于1(对光的衍射的理解)在单缝衍射实验中，以下说法正确的选项()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，

10、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，增大单缝到屏的间隔，衍射条纹间距变宽2(对光的衍射的理解)关于光的衍射现象，下面说法正确的选项()A红光的单缝衍射图样是红暗相间的条纹B白光的单缝衍射图样是白黑相间的条纹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3(对光的偏振的理解)将两个偏振片紧靠在一起，放在一盏灯的前面，眼睛通过偏振片看到的光非常弱假如将其中一个偏振片旋转180，在旋转过程中会观察到()A灯光逐步加强，然后逐步减弱B灯光强度保持不变C灯光逐步加强，没有减弱现象D灯光逐步加强，再减弱，然后加强到最亮4(对激光的理解)让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就能够读出盘上记录的信息，通过处理后复原成声音和图像，这是利用激光的()A方向性好，能够会聚到非常小的一点上B相关性好，能够非常容易构成干预图样C强度大，能够在非常短时间内集中非常大的能量D波长短，非常容易发生明显的衍射现象