教科版选修34 光的衍射与偏振 第1课时 学案.docx

3光的衍射与偏振学习目标重点难点1认识光的衍射现象，并对光的波动性有进一步的了解2了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3通过实验，认识偏振现象，知道只有横波才有偏振现象4了解偏振光和自然光的区别，从光的偏振现象知道光是横波5了解日常见到的光多数是偏振光，了解偏振光在生产生活中的一些应用.重点：1光产生明显衍射现象的条件2光的偏振现象难点：用光的衍射和偏振知识解释生活中的常见现象.一、光的衍射1肥皂泡在太阳光照射下呈现彩色是_现象；露珠在太阳光照射下呈现彩色是_现象；通过狭缝观看太阳光时呈现彩色是_现象2凡是波都具有衍射现象，而把光看做直进的条件是_使光产生明显衍射的条件是_预习交流1隔着帐幔看远处的灯，为什么见到灯周围辐射彩色光芒？二、光的偏振1纵波的振动方向与传播方向始终_，横波的振动方向_于波的传播方向如果横波只沿着_振动，就叫做波的偏振只有_才存在偏振，_不存在偏振2光属于_波，是_波，_偏振性3普通光源的光振动在平面内的分布是_，所以_偏振性，这样的光叫自然光让自然光通过_后，就能获得偏振光预习交流2偏振现象是不是在另一个角度也说明光是一种波？偏振现象在生活中有哪些应用？在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点答案：一、1光的干涉光的色散光的衍射2障碍物或孔的尺寸比波长大得多障碍物或孔的尺寸可与光波长相近或比光波长小预习交流1：答案：远处灯发出的光经过帐幔的缝隙产生衍射，因此可见灯周围辐射彩色的光芒二、1在一条直线上垂直某一个特定的方向横波纵波2电磁横具有3均匀的不显示偏振片预习交流2：答案：偏振现象是横波特有的现象，所以偏振现象不但说明光是一种波，而且说明光是一种横波光的偏振现象有很多的应用，如：（1）拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里陈列物的照片时，在镜头上安装偏振片可以减弱反射光的影响而使景物清晰（2）夜晚行车时，前方玻璃上安装偏振片可减弱对方车灯对眼睛的照射（3）电子表的液晶显示器和立体电影也是利用了光的偏振原理一、光的衍射1光的衍射现象中，明暗条纹产生的原因是什么？2观察圆孔衍射实验，在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏上的现象是什么？为什么？某同学以线状日光灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点，你认为正确的是（）a若狭缝与灯管平行，衍射条纹与狭缝平行b若狭缝与灯管垂直，衍射条纹与狭缝垂直c衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关d衍射条纹的间距与光的波长有关1衍射现象当光照射到孔或障碍物上时，光离开直线路径绕到孔或障碍物的阴影里去的现象，叫做光的衍射现象2产生明显衍射的条件只有当孔径或障碍物的尺寸比光的波长小或者跟光的波长相差不多时，光在传播过程中才能发生明显的衍射现象光的衍射现象表明，光的直线传播是一种近似规律实际上，在任何条件下，光通过孔或障碍物时都会产生衍射，但只有满足一定的条件，才会发生明显的衍射现象当光的波长比障碍物的尺寸或孔径小得多时，可以认为光是直进的，这时衍射现象不明显当光的波长与障碍物的尺寸或孔径相差不多，或障碍物的尺寸或孔径比光的波长小时，光的衍射现象才明显，这时光的直线传播就不正确了3常见的衍射实例及衍射图样（1）单缝衍射：一束光照到缝宽与光的波长相差不多的单缝上形成，衍射图样为中央宽又亮，两边逐渐变窄变暗的明暗相间的条纹（2）圆孔衍射：光照到孔径与光的波长相差不多的圆孔上形成；衍射图样为中央是圆形亮斑、两边依次是变窄变暗的明暗相间的圆环（3）泊松亮斑是光的衍射形成的（4）在发生单缝或圆孔衍射时，缝或孔越小，衍射现象越明显，中央亮条纹越宽，但变暗4光的干涉和光的衍射的比较（1）联系：都是光束的叠加形成的，都说明光具有波动性（2）（3）干涉和衍射的图样有相似之处，都是明暗相间的条纹只是干涉条纹宽度和亮纹亮度基本相同，衍射条纹中条纹宽度和亮纹亮度均不等，中央亮纹最宽最亮，如图所示二、偏振现象 你看过立体电影吗？电影中的精彩镜头让你心惊肉跳：火车向着你冲过来，从头顶上飞过去，凶猛的怪兽张牙舞爪地对着你飞奔而来很惊险刺激，为什么立体电影会有这样神奇的效果？在垂直于太阳光的传播方向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1偏振现象如图所示，机械波是横波时，当质点的振动方向与狭缝平行时，机械波能透过狭缝传播（图甲），反之，则不能传播（图乙）对纵波而言，不管什么情况，纵波总能透过狭缝而传播（图丙）说明：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，而纵波没有偏振现象所以，光是一种横波2自然光和偏振光（1）自然光从普通光源直接发出的天然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏于哪一个方向，这种沿着各个方向振动的光波的强度都相同的光叫自然光如图所示，普通光源s发出的光经过偏振片时，后面的光屏是明亮的，说明光透过了偏振片；若转动偏振片，光屏上亮度不变，说明透过光的强度不变，由此可知，自然光沿着各个方向振动的光波的强度都相同（2）偏振光只有一个振动方向的光叫偏振光如经过偏振片后的自然光若偏振光再经过一个偏振片后，情况会怎样呢？如图甲所示，当两偏振片的“狭缝”平行时，光屏上仍有亮光当两偏振片的“狭缝”相互垂直时，透射光的强度几乎为零，光屏上是暗的，如图乙所示甲乙说明：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（3）偏振光的另一种产生方式自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，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（如图）1下面的说法正确的是（）a肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是光的干涉现象造成的b天空中彩虹是光的干涉现象造成的c圆屏阴影中心的亮斑（泊松亮斑）是光的衍射现象造成的d在阳光照射下，电线下面没有影子，是光的衍射现象造成的2关于自然光和偏振光，下列观点正确的是（）a自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能b只有自然光透过偏振片才能获得偏振光c自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光d自然光和偏振光都能使感光底片感光3有关偏振和偏振光的下列说法中，正确的有（）a只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振b只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振c自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光d除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光4两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过，如果将其中的一片旋转180，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象（）a透过偏振片的光强先增强，然后又减弱到零b透过的光强先增强，然后减弱到非零的最小值c透过的光强在整个过程中都增强d透过的光强先增强，再减弱，然后又增强5对于单缝衍射现象，以下说法正确的是（）a缝的宽度d越小，衍射条纹越亮b缝的宽度d越小，衍射现象越明显c缝的宽度d越小，光的传播路线越接近直线d入射光的波长越短，衍射现象越明显提示：用最精炼的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记知识精华技能要领答案：活动与探究1：1答案：原因是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2答案：圆孔直径由大变小的过程中，依次出现：圆形光斑，由于光的直线传播；光源的像，由于光的直线传播形成的实像，即小孔成像；明暗相间的圆环，由于光的衍射形成的图样；完全黑暗，当圆孔太小时，透过的光的能量太少，什么也看不到迁移与应用1：acd解析：若狭缝与线状灯平行，衍射条纹与狭缝平行且现象明显，故a项对若狭缝与线状灯垂直，衍射现象不明显，故b项错狭缝越窄，条纹越疏，故c项对波长越长，条纹间距越大，故d项对活动与探究2：答案：这是应用了光的偏振现象在观看立体电影时，观众要戴上一副特制的眼镜，这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片迁移与应用2：bd解析：p是起偏器，它的作用是把太阳光（自然光）转为偏振光，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当堂检测1ac2d解析：光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光，而振动沿着特定方向的光就是偏振光，但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射，所以a错光的偏振现象并不罕见，除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光，所以b错光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向无关，所以c错自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光3bd解析：只有横波才能产生偏振现象，而机械波中也有横波，当然能发生偏振，a选项错误，b选项正确；我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光自然光不一定非要通过偏振片才能变为偏振光，c选项错误，d选项正确4a解析：起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过；偏振方向平行时，光强度达到最大当其中一个偏振片转动180的过程中，两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光先增强