高中物理 4.6 光的衍射和偏振課件 粵教版選修3-4.ppt

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目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 一 光的衍射1 衍射現(xiàn)象 光通過很窄的縫或很小的孔時 光沒有沿直線傳播 而是繞過縫或孔的邊緣傳播到相當(dāng)寬的地方的現(xiàn)象 2 衍射現(xiàn)象的分類 圓孔衍射 狹縫衍射 圓板衍射等 3 狹縫衍射條紋特點 衍射條紋是一些明暗相間的條紋 中央條紋最寬 最亮 離中央條紋越遠(yuǎn) 亮條紋的寬度越窄 亮度越低 4 光產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件障礙物或小孔 狹縫的尺寸比波長小或跟波長相差不多 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 用兩支圓柱形鉛筆并在一起 形成一個狹縫 使狹縫平行于日光燈 眼睛透過狹縫觀察日光燈 會看到什么現(xiàn)象 改變狹縫的寬度 觀察到的現(xiàn)象有何變化 提示會看到平行于日光燈的彩色衍射條紋 狹縫越窄 衍射條紋間距越大 亮度越小 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 二 光的偏振1 自然光和偏振光 1 自然光 太陽 電燈等普通光源發(fā)出的光 包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光 沿著各個方向振動的光波的強度都相同 2 偏振光 在垂直于傳播方向的平面上 只沿著某個特定的方向振動的光 3 光的偏振現(xiàn)象 表明光是一種橫波 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 2 光的偏振 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 一 光的衍射衍射現(xiàn)象的分析方法1 用單色光照射狹縫 在狹縫較寬時 屏上出現(xiàn)一段亮條紋 且縫越窄 亮條紋也越窄 因為此時狹縫寬度比波長大很多 不會發(fā)生明顯衍射 所以光沿直線傳播到達光屏 當(dāng)狹縫很窄時 屏中央出現(xiàn)一條比狹縫寬度大很多的亮條紋 兩側(cè)出現(xiàn)明暗相間 但間距和亮度不等的條紋 當(dāng)狹縫更窄時 中央亮條紋更寬 兩側(cè)的亮條紋離中央亮條紋更遠(yuǎn) 產(chǎn)生了明顯的衍射現(xiàn)象 2 用單色光照射小孔 隨著圓孔的減小 屏上先后出現(xiàn)的是圓形亮斑 光源倒立的像 小孔成像 明暗相間的圓環(huán) 衍射圖樣 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 3 衍射條紋的產(chǎn)生 實質(zhì)上是光波發(fā)生干涉的結(jié)果 即相干波疊加的結(jié)果 當(dāng)光源發(fā)出的光照射到小孔或障礙物上時 小孔處看作有許多點光源 障礙物的邊緣也可看成許多點光源 惠更斯原理 這些點光源是相干光源 發(fā)出的光相干涉 在光屏上形成亮暗相間的條紋 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 1 在我們生活中你觀察到了哪些衍射現(xiàn)象 答案 雨天的晚上 透過眼鏡片上的水滴看路燈 水滴邊緣有衍射條紋 對著日光燈從窄縫中看到的彩色條紋 光照射到一個半徑很小的圓板后 在圓板的陰影中心出現(xiàn)的亮斑 晚上瞇著眼睛看月亮 星星 會在視網(wǎng)膜上形成衍射光斑等都是衍射現(xiàn)象 2 日常生活中我們難以觀察到光的衍射 而為什么光沿直線傳播卻普遍存在 答案 可見光的波長范圍是4 10 7 7 6 10 7m 由發(fā)生明顯衍射的條件可知 障礙物或孔的尺寸都比光的波長大得多 所以光沿直線傳播 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 例1 多選 關(guān)于光的衍射 下列說法正確的是 導(dǎo)學(xué)號51150072 A 衍射現(xiàn)象中條紋的出現(xiàn)是光疊加后產(chǎn)生的結(jié)果B 雙縫干涉中也存在衍射現(xiàn)象C 一切光波都很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D 影的存在是一個與衍射現(xiàn)象相矛盾的客觀事實思路分析解答本題的關(guān)鍵是 1 明確不論干涉還是衍射都是光疊加的結(jié)果 2 明確產(chǎn)生干涉的條件 產(chǎn)生明顯衍射的條件及影形成的原因 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 解析 衍射圖樣是很復(fù)雜的光波的疊加現(xiàn)象 選項A正確 雙縫干涉中每條縫中透過的光自身必然發(fā)生衍射 因為它完全符合衍射的條件 選項B正確 發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或小孔的尺寸比光波波長小或相差不多 選項C錯誤 影的存在與衍射條紋是光波在不同條件下的表現(xiàn) 選項D錯誤 答案 AB 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 多選 在單縫衍射實驗中 下列說法中正確的是 A 將入射光由黃色換成綠色 衍射條紋間距變窄B 使單縫寬度變小 衍射條紋間距變窄C 換用波長較長的光照射 衍射條紋間距變寬D 增大單縫到屏的距離 衍射條紋間距變寬答案 ACD解析 當(dāng)單縫寬度一定時 波長越長 衍射現(xiàn)象越明顯 即光偏離直線傳播的路徑越遠(yuǎn) 條紋間距也越大 當(dāng)光的波長一定時 單縫寬度越小 衍射現(xiàn)象越明顯 條紋間距越大 光的波長一定 單縫寬度也一定時 增大單縫到屏的距離 衍射條紋間距也會變寬 故選項A C D正確 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 二 光的偏振自然光和偏振光的比較 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 攝影師在拍攝池中的游魚 玻璃櫥窗里的陳列物時 為什么要在照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片 答案 攝影師拍攝時 由于水面和玻璃表面的反射光的干擾 景像不清楚 因為反射光是偏振光 照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片后 讓它的透振方向與反射光方向垂直 就可以減弱反射光而使景像清晰 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 例2 關(guān)于光的偏振現(xiàn)象 下列說法中正確的是 導(dǎo)學(xué)號51150073 A 偏振光沿各個方向振動的光波的強度都相同B 自然光入射到水面時 反射光和折射光都是一定程度的偏振光C 光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波D 照相機鏡頭表面的鍍膜是光的偏振現(xiàn)象的應(yīng)用思路分析解答本題的關(guān)鍵是明確有關(guān)概念 即自然光在垂直于傳播方向上沿一切方向振動且沿各個方向振動的光波強度都相同 而偏振光在垂直于傳播方向的平面內(nèi) 只沿某個特定方向振動 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 解析 偏振光在垂直于傳播方向的平面內(nèi)只沿某個特定的方向振動 選項A錯誤 自然光入射到水面時 反射光和折射光的振動方向不同 都是一定程度的偏振光 選項B正確 光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波 選項C錯誤 照相機鏡頭表面的鍍膜是利用膜前后兩束反射光的干涉現(xiàn)象來提高透過率的 選項D錯誤 答案 B 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 知識精要 思考探究 典題例解 遷移應(yīng)用 多選 如圖所示 P是偏振片 P的透振方向 用帶箭頭的實線表示 為豎直方向 下列四種入射光束中 哪幾種照射P時能在P的另一側(cè)觀察到透射光 A 太陽光B 沿豎直方向振動的光C 沿水平方向振動的光D 沿與豎直方向成45 角振動的光答案 ABD解析 根據(jù)光的現(xiàn)象 只要光的振動方向不與偏振片的狹縫垂直 光都能通過偏振片 太陽光 沿豎直方向振動的光 沿與豎直方向成45 角振動的光均能通過偏振片 故A B D正確 知識鏈接 案例探究 思悟升華 單縫衍射和雙縫干涉的異同點 知識鏈接 案例探究 思悟升華 多選 關(guān)于光的干涉 衍射及其應(yīng)用 下列說法中正確的是 A 在光的干涉和衍射現(xiàn)象中 都呈現(xiàn)明暗相間的條紋或彩色條紋 因此干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象是相同的B 泊松亮斑是衍射現(xiàn)象C 陽光照射下 樹影中呈現(xiàn)的一個個小圓斑是光的衍射現(xiàn)象D 激光防偽商標(biāo)看起來是彩色的 這是光的干涉現(xiàn)象思路分析解答本題的關(guān)鍵是正確理解干涉 衍射及小孔成像 并能區(qū)分它們 解析 光的干涉和衍射雖然有很多共性 但屬于不同的光現(xiàn)象 選項A錯誤 泊松亮斑是很小的圓斑 是光衍射產(chǎn)生的 選項B正確 陽光照射下 樹影中呈現(xiàn)一個個小圓斑 屬于小孔成像 選項C錯誤 激光防偽商標(biāo)看起來是彩色的 是光的干涉引起的 選項D正確 答案 BD 知識鏈接 案例探究 思悟升華 區(qū)分雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋的方法 1 根據(jù)條紋的寬度區(qū)分 雙縫干涉的條紋是等寬的 條紋間的距離也是相等的 而單縫衍射的條紋 中央亮條紋最寬 兩側(cè)的條紋變窄 2 根據(jù)亮條紋的亮度區(qū)分 雙縫干涉條紋 從中央亮紋往兩側(cè)亮度變化很小 而單縫衍射條紋中央亮紋最亮 兩側(cè)的亮紋逐漸變暗