1、第十三章 光第5节 光的衍射第6节 光的偏振第十三章 光 1.观察光的衍射现象，认识衍射条纹的特点区分双缝干涉与单缝衍射的图样 2.知道产生明显衍射现象的条件 3观察光的偏振现象，知道光是横波 4.知道自然光和偏振光的区别，知道偏振现象的一些应用一、光的衍射1光的衍射现象(1)单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现_相间的条纹，中央为_条纹，中央条纹最宽最亮，其余条纹变窄变暗(2)泊松亮斑：障碍物的衍射现象各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，使影的轮廓模糊不清若在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个_，这就是著名的泊松亮斑明暗亮亮斑2产生明显衍射现象的条件：障碍物
2、或小孔的尺寸可以跟光的波长_，甚至比光的波长还要_3衍射光栅(1)结构：有许多等宽的狭缝_排列起来形成的光学元件狭缝的个数越多，衍射条纹的宽度越窄，亮度越高(2)衍射图样的特点：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度_(3)衍射光栅的种类：_光栅和_光栅相比小等距离增加透射反射二、光的偏振1偏振现象(1)自然光：由太阳、电灯等普通光源发出的光，它包含着在垂直于传播方向上沿_的光，而且沿各个方向振动的光波的_都相同(2)偏振光：自然光垂直透过某一偏振片后，在垂直于传播方向的平面上，沿着某一特定方向振动的光自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面的反射光和折射光都是_光，入射角变化时偏振的程度也有所变
3、化(3)只有横波才有偏振现象各个方向振动强度偏振2偏振现象的应用(1)摄影中应用偏振光：为了消除反射光的影响，在镜头前安装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向_，减弱了反射光进入镜头(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，特别是当偏振光经过液晶时，其振动方向会旋转 90，利用这种特性控制光通过或不通过，从而显示数字的形状垂直垂直判一判(1)只有横波才能发生偏振，纵波不能发生偏振()(2)光的偏振现象证明光是横波()(3)自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光()想一想 衍射和干涉条纹都是明暗相间的，两种条纹是
4、否完全一样？提示：不一样衍射条纹是中间最宽、最亮，从中间向两侧逐渐变窄、变暗；干涉条纹是等间距的条纹，宽度和亮度相同 光的衍射和衍射图样1光的衍射现象和光的直线传播的关系：光的直线传播只是一个近似的规律，当光的波长比障碍物或小孔尺寸小得多时，光可以看成沿直线传播；在小孔或障碍物尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还要小时，衍射现象就十分明显2三种衍射图样的比较三种衍射图样如图所示：(1)单缝衍射图样中央条纹最亮，越向两边越暗；条纹间距不等，越靠外，条纹间距越小，中央条纹最宽，两边条纹宽度变窄缝变窄通过的光变少，而光分布的范围更宽，所以亮条纹的亮度降低中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度
5、有关，入射光波长越大，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距就越大用白光做单缝衍射实验时，中央亮条纹是白色的，两边是彩色条纹，中央亮条纹仍然最宽最亮(2)圆孔衍射图样中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色同心圆环只有圆孔足够小时才能得到明显的衍射图样在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏上依次得到几种不同的现象圆形亮斑(光的直线传播)、光源的像(小孔成像)、明
6、暗相间的圆环(衍射图样)(3)圆屏衍射图样(泊松亮斑)中央是亮斑形成泊松亮斑时，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周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小命题视角 1 明显衍射现象的产生 让太阳光垂直照射一块遮光板，板上有一个可以自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢缩小直至完全闭合时，在孔后的屏上将先后出现()A由大变小的三角形光斑，直至光斑消失B由大变小的三角形光斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失C由大变小的三角形光斑，明暗相间的黑白色条纹，直至条纹消失D由大变小的三角形光斑，小圆形的光斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失解析 当孔足够大时，由于光的直线传播，所以屏上
7、首先出现的是三角形光斑，之后随着小孔的继续缩小，出现小孔成像，成的是太阳的像，故为小圆形光斑，随着小孔的进一步缩小，当尺寸与光波波长相当时，出现了明暗相间的衍射条纹，最后随小孔的闭合而全部消失，所以只有 D 是正确的 答案 D命题视角 2 影响衍射图样的因素(多选)在单缝衍射实验中，下列说法正确的是()A将入射光由黄光换成绿光，衍射条纹间距变窄B使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽解析 当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远，条纹间距也越大，A、C 正确；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍
8、射现象越明显，条纹间距越大，B 错误；光的波长一定、单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变宽，D 正确 答案 ACD(1)对于衍射条纹的特征用十二个字概括：“中宽边窄”“中亮边暗”“中白边彩”其中“中白边彩”只适合于白光光源(2)各种衍射图样的形状不同，而图样的分布规律、影响因素都是类似的 用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图形，它们的特征是()A中央均为亮点的同心圆形条纹B中央均为暗点的同心圆形条纹C用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中央是亮的D用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中央是暗的解析：选 A.圆孔衍射实验图样，与单色光通过小圆盘得到的泊松亮斑，它
9、们中央均为亮点的同心圆形条纹故 A 正确，B、C、D 错误 光的偏振现象的理解和应用1偏振片和透振方向：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，只有沿着这个特定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”2光的偏振现象表明光是一种横波3自然光与偏振光的比较自然光偏振光 不同点光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光或由某种介质反射或折射的光 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波的强度都相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某个特定方向(与起偏器透振方向一致)相同点不管是自然光还是偏振光，传播方向与振动方向一定
10、垂直 关于自然光和偏振光，下列观点正确的是()A自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能B只有自然光透过偏振片才能获得偏振光C自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光D自然光和偏振光都能使感光底片感光解题探究(1)自然光和偏振光都能产生干涉和衍射现象吗？(2)自然光和偏振光的振动方向有什么区别？解析 振动沿各个方向均匀分布的光是自然光，而振动沿着特定方向的光是偏振光，但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射，所以 A 错光的偏振现象并不罕见，除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光，所以 B 错光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向无关，所以 C 错自然光和偏振光都具有能量
11、，都能使感光底片感光，D 对 答案 D(1)偏振片是由特殊材料制成的，每个偏振片都有特定的透振方向，沿与透振方向垂直振动的光不能透过偏振片(2)获得偏振光的两种方式 让自然光通过偏振片；自然光射到两种介质的分界面上，使反射光和折射光之间的夹角恰好是 90，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直 (多选)关于自然光和偏振光，以下说法正确的是()A自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同B偏振光是在垂直于传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光C自然光透过一个偏振片后仍是自然光D太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光解析：选 BD.本题可由自然
12、光和偏振光的定义解决光源发出的光，沿着各个方向振动的光的强度都相同，叫做自然光振动方向一定的光叫做偏振光 单缝衍射与双缝干涉的比较单缝衍射与双缝干涉的比较名称项目单缝衍射双缝干涉 不同点产生条件只要狭缝足够小，任何光都能发生频率相同的两列光波相遇叠加条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距 亮度中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相等 名称项目单缝衍射双缝干涉 相同点成因都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果 意义都是波特有的现象，表明光是一种波 如图所示，甲、乙、丙、丁四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样分析各图样的
13、特点可以得出的正确结论是()A甲、乙是光的干涉图样B丙、丁是光的干涉图样C形成甲图样的光的波长比形成乙图样光的波长短D形成丙图样的光的波长比形成丁图样光的波长短解析 干涉条纹是等距离的条纹，因此甲、乙图是干涉图样，丙、丁图是衍射图样，故 A 项正确，B 项错误；由公式 xLd 可知，条纹宽的入射光的波长长，所以甲图样的光的波长比乙图样的光的波长长，故 C 项错误；丙图样的光的波长比丁图样的光的波长长，故 D 项错误 答案 A 在杨氏双缝干涉实验中，正确的有()A用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B用红光作为光源，屏上将呈现红白相间的条纹C用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹解析：选 D.白光作杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现中央条纹为白色亮条纹而两边对称出现彩色条纹，A 错；用红光作光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间的条纹，故 B 错；用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，由于频率不同，发生不了干涉现象，屏上将不出现干涉条纹，故 C 错；紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹，即间距不等的条纹，D 对本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
