2017教科版高中物理选修（3-4）5.3-4《光的衍射与偏振　激光》word学案

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1、学案3　光的衍射与偏振　激光[学习目标定位]　1.知道光产生明显衍射现象的条件，了解几种不同衍射现象的图样.2.能用衍射知识对生活中的现象进行解释和分析.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，能用偏振知识来解释生活中的一些常见光学现象.5.了解激光的特性及应用．1．波可以的现象叫波的衍射．产生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸，或比波长小．2．横波是质点振动方向跟波的传播方向的波．纵波是质点振动方向跟波的传播方向平行的波．一、光的衍射1．概念：光通过很小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了的方向而绕到狭缝(或圆孔)后面继续传播的现象

2、．2．衍射图像：单色光的单缝衍射图像的特点是中央有一条的条纹，两边是对称而的条纹，亮条纹的强度向两边白光的单缝衍射图像的特点是中央是一条，两边是很快减弱的3．发生明显衍射现象的条件：当单缝(或圆孔)的尺寸跟光的波长相差，或者比波长时，会发生明显的衍射现象．二、光的偏振1．线偏振光：如果光振动的方向限在，这种光叫线偏振光．2．自然光：通常光源发出的光(包括太阳光)是由大量的、不同而互不相干的组成的，称为自然光．3．意义：光的偏振现象进一步证实了光是波．三、激光1．激光的特殊性质：、、单色性好、、覆盖波段宽而且可调谐．2．激光具有广泛的应用，如激光、激光全息

3、照相、激光、激光、激光、激光照排、光盘等．一、光的衍射[问题设计]唐代诗人王维的诗句“空山不见人，但闻人语响”描写了一种常见的“闻其声而不见其人”的物理现象．这种现象是如何形成的呢？为什么声波容易发生衍射现象而光波不容易发生衍射现象呢？[要点提炼]1．各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，即使影的轮廓2．光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，甚至比光的波长的时候，就会产生明显的衍射现象．3．衍射图样的特点(1)单缝衍射图样的特点：①中央条纹两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐渐，亮度逐渐②光的波长一定时，单缝窄的中央条纹，各条纹间距；

4、单缝不变时，光波波长大的中央条纹，条纹间距③白光的单缝衍射条纹是中央为，两侧为(2)圆孔衍射图样的特点：①单色光的圆孔衍射图样中央亮圆的亮度高，外面是明暗相间的(填“等距”或“不等距”)的圆环，越向外，亮环亮度越②白光的圆孔衍射图样中央亮圆为，周围是圆环．(3)泊松亮斑：障碍物的衍射现象①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．②图样特点：中央是一个亮斑，圆板阴影的边缘模糊，阴影外边有明暗相间的圆环．[延伸思考]衍射现象明显就是衍射条纹更亮吗？二、光的偏振[问题设计]1．取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一

5、端上下抖动，软绳上形成一列横波，质点在竖直平面内沿着上下方向振动．如果手持绳的一端左右抖动，会在绳上形成另一列横波，质点在水平平面内沿着左右方向振动．现在让软绳穿过一块带有狭缝的木板．分别将狭缝与振动方向平行放置及与振动方向垂直放置，观察发生的现象(如图1甲、乙所示)．如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波，观察发生的现象(如图丙所示)．这两种现象说明什么？图12．如图2所示，取一个偏振片P，让阳光通过偏振片P，在P的另一侧观察，可以看到偏振片是透明的；在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片Q，会看到什么现象？这说明

6、什么？图2[要点提炼]1．横波、纵波的判定方法(1)直接看质点的振动方向与波传播方向的关系．若，为横波；若，为纵波，这种方法适用于可看得见质点振动方向的机械波．(2)看波能否通过两个互相垂直且共线的“狭缝”，通过两个“狭缝”的为纵波，通过的为横波．2．偏振片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，只有沿着振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫做透振方向．偏振片对光波的作用就像的作用一样．3．光的偏振现象表明光是一种波．4．自然光和偏振光自然光偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏振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

7、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(与起偏振器透振方向一致)举例太阳、电灯、蜡烛火焰等直接发出的光自然光在介质表面反射和折射形成的光5.偏振现象的应用举例(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，让它的透振方向与玻璃表面的反射光的偏振方向，阻挡了反射光进入镜头．(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，特别是对偏振光经过液晶时，其偏振方向会旋转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．一、对光

8、的衍射的理解例1　观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，看