高中物理第四章光第六节光的衍射和偏振学案含解析粤教版选修.docx

第六节光的衍射和偏振学习目标重点难点1能说出什么是光的衍射现象及发生明显的衍射现象的条件2能说出白光和单色光的衍射图样的区别3能说出衍射图样与干涉图样的区别4能说出什么是自然光、偏振光和光的偏振现象重点：1发生明显的衍射现象的条件2白光和单色光的衍射图样的区别难点：衍射图样和干涉图样的区别一、光的衍射现象1光的衍射现象光能绕过障碍物或通过小孔后进入阴影部分传播的现象2发生明显衍射的条件障碍物、小孔或狭缝的尺寸与光的波长接近，或者比波长还小时，光才能发生明显的衍射现象预习交流1机械波和光波发生明显的衍射现象的条件都是缝、孔、障碍物的尺寸与波长接近或者比波长还小，但是机械波发生明显的衍射现象比较容易，而光波一般很难发生明显的衍射现象，这是为什么？答案：这是因为一般机械波的波长比较大，很容易满足发生明显衍射现象的条件，所以机械波发生明显的衍射现象比较容易；光波的波长比机械波小很多，一般的缝、孔、障碍物的尺寸比光波的波长大很多，所以光波很难发生明显的衍射现象二、偏振现象1自然光太阳、电灯等光源发出的光，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2偏振光在垂直于传播方向的平面上，沿着特定振动方向振动的光叫偏振光3偏振自然光通过偏振片后变为偏振光的现象预习交流2光能发生明显的衍射现象和偏振现象说明了什么问题？答案：衍射和偏振是波特有的现象，光能发生衍射和偏振现象，说明光具有波动性；只有横波才能发生偏振现象，纵波不能发生偏振现象，光的偏振现象说明光是横波一、光的衍射1在我们生活中你观察到了哪些衍射现象？答案：雨天的晚上，透过眼镜片上的水滴看路灯，水滴边缘有衍射条纹对着日光灯从窄缝中看到的彩色条纹光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心出现的亮斑孔雀羽毛在阳光下色彩斑斓晚上眯着眼睛看月亮、星星，会在视网膜上形成衍射光斑等都是衍射现象2单缝衍射实验如何表明光没有沿直线传播？答案：当缝比较宽时，光沿直线通过狭缝，在屏上产生一条与缝宽相当的亮条纹；当缝调到很窄时，尽管亮条纹亮度有所降低，但是宽度反而增大了，这表明，光没有沿直线传播3光的衍射照片中，亮条纹和暗条纹产生的原因是什么？答案：由于来自单缝或圆孔上不同位置的光，通过缝或孔之后叠加时光波加强或者削弱的结果4日常生活中我们难以观察到光的衍射，而为什么光沿直线传播却普遍存在？答案：可见光的波长范围是4.41077.6107m，由发生明显衍射的条件可知，障碍物或孔的尺寸都比光的波长大得多，所以光沿直线传播5让烛光照射到一块遮光板上，板上有一个可自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢地由大收缩变小直到闭合时，试分析在孔后的屏上将先后出现的现象（遮住侧面光）答案：当遮光板上三角形孔较大时，表现出的现象是光沿直线传播，在屏上出现一个三角形的光斑，如题图所示，随着三角形缓慢的收缩，光斑逐渐变小；当三角形孔减小到一定程度时，屏上会出现倒立的烛焰的像（小孔成像），继续使三角形孔缓慢收缩，可以观察到出现明暗相间的圆环，中央是较大的亮斑（发生了明显的衍射现象）出现小孔的衍射图样当孔闭合时，屏上就会出现一片黑暗对光的衍射现象的分析，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衍射现象是光特有的现象，只有光才会发生衍射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答案：AD解析：由光发生明显的衍射现象的条件知，A正确；衍射是波特有的现象，而不是光特有的现象，只要是波在一定条件下都发生衍射现象，B错误，D正确；光的衍射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障碍物的尺寸比光波波长大很多时，光是近似沿直线传播的，障碍物的尺寸和光波波长相差不多，甚至比光波波长还小时，则产生明显的衍射现象C错误1光是一种波，衍射是它的一种传播方式但在一般情况下，由于障碍物尺寸较大，衍射现象很不明显，光可近似地看做是直线传播的所以光沿直线传播是近似规律2和机械波一样，光波发生明显的衍射现象是有条件的这个条件只是决定衍射现象是否明显，而不是决定衍射现象能否发生二、偏振现象1为什么说偏振片对光的作用就像狭缝对于机械波的作用一样？答案：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，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，所以说偏振片对光的作用就像狭缝对机械波的作用2摄影师在拍摄池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物时，为什么要在照相机镜头前装一片偏振滤光片？答案：摄影师拍摄时，由于水面和玻璃表面的反射光的干扰，景像不清楚，因为反射光是偏振光，照相机镜头前装一片偏振滤光片后，让它的透振方向与反射光方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰3学生讨论：戴上偏振片眼镜观察水面时，能够清楚地看到水中的游鱼，不戴偏振片眼镜直接观察水面，则看不清水面下的物体，试解释其中的道理答案：在水面反射的光对人眼产生干扰，使人不能清楚地看到水面下的东西，从水面反射的光中包含很多偏振光，偏振片眼镜可阻挡这些偏振光进入眼睛，则水中的情景可以比较清楚地被看到在垂直于太阳光的传播方向上，前后放置两个偏振片P和Q，在Q的后边放上光屏，以下说法正确的是（）AQ不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变BQ不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度时强时弱CP不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度不变DP不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度时强时弱答案：BD解析：P是起偏器，它的作用是把太阳光（自然光）转变为偏振光，该偏振光的振动方向与P的透振方向一致，所以当Q与P的透振方向平行时，通过Q的光强最大；当Q与P的透振方向垂直时，通过Q的光强最小，即无论旋转P或Q，屏上的光强都是时强时弱的1自然光在垂直于光的传播方向的平面内，沿所有方向振动；偏振光在垂直于光的传播方向的平面内，沿某一特定的方向振动2自然光射到两种介质的交界面上，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直3平时我们所看到的光，除直接从光源射来的以外都是偏振光4光波能发生偏振现象说明光波是横波1由下列哪些现象可以说明光是横波（）A光的干涉和衍射现象 B光的色散现象C光的全反射现象 D光的偏振现象答案：D解析：光能发生干涉和衍射现象，说明光是一种波，具有波动性；根据光的色散现象，说明同一介质对不同光的折射率不同，也说明不同光在同一介质中的速度不同；根据光的全反射现象，说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同的现象；光的偏振现象说明振动方向与光的传播方向垂直，即说明光是横波，所以正确选项为D2关于自然光和偏振光，以下说法正确的是（）A自然光包含着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就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光答案：BD解析：由定义可知，自然光沿着各个方向振动的光波的强度都相同，故A错；透过一个偏振片的自然光成为偏振光，但偏振光经过偏振片是不可以转化为自然光的，故C错，B、D为正确选项3纵波不可能产生的现象是（）A偏振现象 B反射现象C折射现象 D衍射现象答案：A解析：反射现象、折射现象、衍射现象是一切波的特有现象，只有横波才有偏振现象，故选项A正确4在单色的平行光照射单缝观察衍射现象时，下列说法正确的是（）A缝越窄，衍射现象越明显B缝越宽，衍射现象越明显C照射光波长越短，衍射现象越明显D照射光波长越长，衍射现象越明显答案：AD解析：由发生明显衍射现象的条件知，A、D正确5如图所示，甲、乙两幅图是由同一种