高中物理 第4章 光的波动性 4.3 光的衍射 光的偏振与立体电影学案 沪科版选修.doc

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1、3　光的衍射　光的偏振与立体电影[学习目标定位]　1.认识光的衍射现象，知道产生明显衍射现象的条件及衍射条纹的特点.2.了解衍射光栅及它产生衍射时的图样特点.3.认识光的偏振现象，知道光是横波.4.知道偏振光和自然光的区别，了解偏振现象在生产与生活中的一些应用，如立体电影、液晶显示屏等．1．波可以绕过障碍物继续传播的现象叫波的衍射．产生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小，或跟波长相差不多．2．横波是质点振动方向跟波的传播方向垂直的波．纵波是质点振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波．3．光

2、的衍射：光在传播过程中遇到障碍物时，绕过障碍物偏离直线传播的现象．4．产生衍射现象的原因：单缝衍射是来自单缝的光波波阵面上无穷多个子波的相干叠加．从本质上讲，干涉和衍射并没有区别，但一般来说，人们常把几个分立光束的相干叠加叫做干涉；而把波阵面无穷多个子波的相干叠加叫做衍射．5．衍射光栅(1)光栅：许多等宽的狭缝等距离地排列的光学元件．(2)光栅衍射的图样：是许多平行的明暗相间的条纹，减小缝间距离，则条纹间距增大；增多缝数，明暗条纹变得更为清晰．6．自然光和偏振光自然光(非偏振光)偏振光光的来源直

3、接从光源发出的光自然光通过起偏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相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某一特定方向(与起偏器透振方向一致)7.立体电影的原理人们观察物体时，产生立体感的主要原因是两眼的视差．在拍摄立体电影时，用两个摄影机，两个摄影机的镜头相当于人的两只眼睛，它们同时分别拍下同一物体的两个画像．在放映时，两个放映机每个镜头上各放一个偏振片，如图1所示，两个偏振片的透振方向相互垂直，观众戴上用偏振片做成的眼镜，左眼偏振片

4、的透振方向与左面放映机上的偏振方向相同，右眼偏振片的透振方向与右面放映机上的偏振方向相同，这样，银幕上的两个画面分别通过两只眼睛观察，在人的脑海中就形成立体感的影像了．图18．液晶显示屏应用了光的偏振现象，它的分辨率高，寿命长，功耗低，没有X射线和电磁辐射.一、光的衍射[问题设计]1．将双缝干涉仪上的双缝撤去，留下单缝，我们用测微目镜观察屏上的图样时，仍能看到明暗相间的条纹，这种条纹与双缝干涉图像相同吗？它有什么明显特点？答案　不相同，它明显的特点是中央亮条纹最宽最亮，两侧条纹对称且逐渐变窄变暗

5、．2．根据单缝由宽变窄的规律更换单缝屏，我们会观察到屏上的条纹有什么变化？答案　单缝越窄，得到的条纹宽度、条纹间距都越大．[要点提炼]1．产生明显衍射现象的条件在障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还要小的时候，就会出现明显的衍射现象．2．三种衍射现象(1)单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹，中央条纹最宽最亮，其余条纹变窄变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白条纹．(2)圆孔衍射：光通过小孔(孔很小)时在屏幕上会出现明暗相间的圆环．(

6、3)泊松亮斑：圆形障碍物的衍射现象．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．若在单色光传播路径中，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．3．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小的多时，光可以看成沿直线传播；当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．[延伸思考]衍射现象明显就是衍射条纹更亮吗？答案　衍射现象明显是指光绕到阴影区域的范围更大，随着缝、孔的减小，衍

7、射条纹的宽度增大，但条纹亮度减弱．例1　观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，看到的现象是(　　)A．衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显B．衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强D．以上现象都不会发生解析　由单缝衍射实验的调整与观察可知，狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，条纹间距也越大，本题是将缝调宽，现象向相反的方向发展，故选项A正确，B、C、D错误．答案　A二、单缝衍射与双缝干涉的比较[问题设计]单缝衍射和双缝干

8、涉得到的都是明暗相间的条纹，如何区别它们？答案　它们的主要区别是：单缝衍射的条纹宽度不等，中央最宽，条纹间距不等；双缝干涉的条纹宽度相等，条纹间距相等．[要点提炼]单缝衍射与双缝干涉的比较两种现象比较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，中央条纹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情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相等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条纹的