教科版高中物理选修3-4课件：5.3 光的衍射与偏振.ppt

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1、光的衍射复习回顾:1、什么是波的衍射现象?波饶过障碍物继续向前传播的现象2、发生明显衍射的条件?障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多水波的衍射S1既然光是一种波,为什么我们日常生活中观察不到光的衍射现象,而常常看到的是光沿着直线传播的呢?单缝衍射1、中央亮纹宽而亮．2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗．观察下列衍射图样，分析衍射规律：不同缝宽的单缝衍射1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大．2、单缝不变时，光波波长大的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔越大．3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮条纹为白色，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，内侧为紫色．

2、单缝衍射规律ABS1、孔较大时——屏上出现清晰的光斑2、孔较小时——屏上出现衍射花样单孔衍射不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果．历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．圆屏衍射圆孔衍射钢针的衍射衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离的排列起来形成的光学仪器。可分为透射光栅和反射光栅二、衍射光栅(a)N=1(b)N=2(c)N=3(d)N=4光的明显衍射条件：障碍物或孔的尺寸小于波长或者和波长差不多。比较:双缝干涉与单缝衍射图样衍射现象和干涉现象条纹的不同点和相同点：相

3、同点：由于光的叠加而产生的，明暗相间的。不同点：双缝的条纹是等间距的各条纹的亮度差别较小，条纹条数较多。衍射条纹不等间距，中央条纹亮而宽，两侧条纹较暗较窄，对称分布在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上．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．例如一列横波沿水平方向传播，质点在竖直平面内可能沿着上下方向振动，也可能沿着左右方向振动，也可能沿着任何其他方向振动．当然，对于一个确定的横波，它的振动方向是确定的．三、偏振现象取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，就在软绳上形成一列横波.现在，让软绳穿

4、过一块带有狭缝的木板，如果狭缝与振动方向平行，则振动可以通过狭缝传到木板的另一侧（图甲）．如果狭缝与振动方向垂直，则振动就被狭缝挡住而不能向前传播（图乙）．只有横波有偏振现象而纵波无偏振问题如何检验光的横波性呢？---用偏振片检验通光方向通不通形象说明偏振片的原理通光方向腰横别扁担进不了城门1、线偏振光线偏振光的图示也叫面偏振光偏振光完全偏振光四、光源的偏振状态在纸面内振动垂直纸面的振动2、自然光普通光源发光：在垂直传播方向的平面内各个方向的光振动全有各个振动方向的强度相等乱是各个振动的无规混杂如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波，则

5、无论狭缝怎样放置，弹簧上的纵波都可以通过狭缝传播到木板的另一侧（如下图）．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，来做光学实验．检偏器检偏起偏器方法：（1）用起偏器获取偏振光当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变．当两块偏振片的透振方平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱．

6、当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零.产生上述现象的原因：1、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．这种光叫做自然光.2、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，只沿着一个特定的方向振动．这种光叫做偏振光．横波只沿着某一个特定的方向振动，称为波的偏振．只有横波才有偏振现象．3、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

7、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第二个偏振片的透振方向平行，透射光的强度最大．4、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，偏振光不能通过第二个偏振片，透射光的强度为零．所以，光是一种横波．光的偏振现象并不罕见．除了从光源（如太阳、电灯等）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．自然光射到两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直．1、一般入射角的情况反射光折射光都是部分偏振

8、光反射光中垂直入射面振动占优折射光中平行入射面振动占优2、特殊入射角的情况1)两光偏振状态反射光--完全偏振光折射光--部分偏振光2)反