高二物理光 5-8节知识精讲 人教实验版

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1、高二物理光5-8节知识精讲人教实验版一.本周教学内容：光5—8节二.知识要点：1.认识光的衍射现象，对光的波动性有进一步的了解。理解光产生明显衍射的条件及衍射图样与波长、缝宽的定性关系。2.知道光波是一种横波。知道偏振光和自然光的区别。知道偏振现象的一些简单应用。3.知道什么是光疏介质，什么是光密介质。理解光的全反射概念，认识全反射现象，了解发生全反射的条件。理解临界角的概念，掌握计算临界角的方法。知道光导纤维的工作原理及其应用。4.知道激光和普通光源发出的光的区别、激光的三个主要特点、激光的一些简单应用。三.重点、难点解析：（一）光的衍射1.光的衍射（1

2、）衍射现象：波能够绕过障碍物而到达“阴影”区域的现象。（2）产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多。注意：①光的衍射现象表明光是一种波，由于衍射是波的特点，则光能够衍射，因此，光能够绕过障碍物或通过小孔进入几何阴影区而传播，即发生衍射现象。②可见光的波长范围：10－7m～10－6m，由发生明显衍射现象的条件可知，光的衍射现象不易观察。2.几种不同的衍射现象（1）单缝衍射：如图所示，点光源S发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较宽，则光沿直线传播，传播到光屏上的AB区域；若缝足够窄，则光的传播不再沿直线传播，而是传到几何阴影区，在AA

3、’、BB’区还出现亮暗相间的条纹，即发生衍射现象。（2）单缝衍射条纹的特征：①中央条纹亮而宽。②两侧亮纹具有对称性，亮纹宽度逐渐变窄，亮度减小。③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。④白光的单缝衍射条纹是中央为白色亮纹，两侧为彩色条纹。（3）圆孔衍射：如图所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现如图甲所示的情形，无衍射现象发生；当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现如图乙所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环。（4）泊松亮斑——障碍物的衍射现象：各种不同形状的障碍物也能使光发生衍射，使影的轮廓模糊不清

4、。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亮斑，这就是著名的泊松亮斑。（5）单缝衍射的条纹比较宽，而且距离中央亮条纹较远的条纹亮度也很低。因此，无论从测量的精确度，还是从可分辨的程度上说，单缝衍射都不能达到实用要求。如果增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变窄，亮度将增加。光学仪器中用的衍射光栅就是据此制成的。它是由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学仪器。注意：①缝变窄时，光路有了明显的衍射现象，光所照射的区域变大，由于通过缝的光线少了，因此条纹的亮度会降低。②在衍射现象中，中央亮条纹与邻边的亮条纹相比有明显的不同，中央亮条纹不

5、仅亮度大，宽度也大。说明：衍射是波特有的现象，一切光均可发生衍射，只有明显与不明显的差异。障碍物或小孔的尺寸大小并不是决定能否发生衍射的条件仅是使衍射现象表现明显的条件发生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸比波长小或相差不多，并不是说小孔越小衍射现象越明显，实际上当小孔的尺寸太小时，尽管衍射十分突出但由于能量的减弱衍射现象反而不容易观察到。可见光的衍射现象与光的直线传播并不矛盾。可见光的衍射并没有完全否定光的直线传播，而是指出了它的适用范围或它的局限性。3.干涉与衍射的联系与区别1）联系：都是光束的叠加形成的，都说明光具有波动性。（1）衍射是干涉的基础

6、，没有衍射从双缝中射出的光就不能叠加也就产生不了干涉现象。（2）衍射又是干涉的体现，衍射条纹的产生实质上是光发生干涉。2）区别：（1）形成条件不同：干涉是两束光线叠加形成的。衍射是无数光线叠加形成的。（2）分布规律不同：干涉：中央明条纹，两边等间距的明暗条纹。衍射：中央是一条亮度大的明条纹，其他条纹的间距不等。例1.对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是A.只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象B.光的衍射现象是光波相互叠加的结果C.光的衍射现象否定了光的直线传播的结论D.光的衍射现象说明了光具有波动性解

7、析：光的干涉现象和衍射现象无疑地说明了光具有波动性，而小孔成像说明光沿直线传播，而要出现小孔成像，孔不能太小，光的直线传播规律只是近似的，只有在光波波长比障碍物小的情况下，光才可以看作是直进的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，它们是在不同条件下出现的两种现象，故上述选项中正确的是A、B、D。（二）光的偏振1.光的偏振（1）自然光：如果光波是纵波，是不会发生上面的现象的。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，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。这种光是自然光。（2）偏振光：光在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特

8、定的方向振动。这种光叫做偏振光。（3）偏振光的另一种产生方式：自然