学教科版选修34 5.3光的衍射与偏振 课件（2）（40张）.ppt

5 3光的衍射与偏振 红光波长最大 紫光波长最小 1 光的干涉图样有何特征 2 不同颜色的光相邻条纹间距有何不同 3 光的颜色由什么决定的呢 干涉复习 1 光的颜色是由电磁波的频率决定的 2 不同频率的色光在真空中波速相同 在介质中波速不同 3 同一色光在不同介质中 频率 颜色 不变 波长和波速都要改变 4 在同一介质中 频率越高 波速越小 规律归纳 光的干涉现象反映了光的波动性 而波动性的另一特征是波的衍射现象 光是否具有衍射现象呢 如果有衍射现象 为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象呢 水波 声波都会发生衍射现象 它们发生衍射的现象特征是什么 一 光的衍射 一切波都能发生衍射 通过衍射把能量传到阴影区域 能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多 取一个不透光的屏 在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝 用平行的单色光照射 在缝后适当距离处放一个像屏 激光束 调节狭缝宽窄 像屏 光的衍射 一 光的衍射 1定义 光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象 2明显衍射的条件 一切波都能发生衍射 通过衍射把能量传到阴影区域 能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多 1 单缝衍射条纹 二 常见的衍射图样及其特征 中央亮纹宽而亮 两侧条纹具有对称性 亮纹较窄 较快变暗 1 特征 观察下列衍射图样 分析衍射规律 光的衍射 波长一定时 单缝越窄的中央条纹越宽 各条纹间距越大 单缝不变时 光波波长越大的 红光 中央亮纹越宽 条纹间隔越大 白光的单缝衍射条纹 中央亮条纹为白色 两侧为彩色条纹 且内紫外红 2 单缝衍射规律 2 圆孔衍射条纹 a b s 孔较大时 屏上出现清晰的比圆孔大的圆斑 衍射现象不明显 孔较小时 屏上出现衍射花样 亮暗相间的条纹 孔变小时 光源的倒像 小孔成像 泊松亮斑 光照在一个不透明的小圆板上 光绕过板的边缘 在屏的中心叠加形成一个亮斑 明暗相间的间距不等的同心圆环 中心有一 泊松亮斑 3 圆盘衍射 圆盘衍射 不透明圆盘 中心为亮斑 条纹间距随半径的减小而增大 d 或d 明显衍射 当d 衍射不明显 近似直线传播 三 干涉与衍射的联系和区别 1 均是光在空间相遇而叠加的结果 2 图样区别 二 光的偏振 知识回顾 1 在前面的学习中 我们知道光能发生干涉和衍射现象 这说明光是什么 光是一种波2 波按振动方向与传播方向之间的关系可以分为哪几种 分为横波和纵波思考 光波 电磁波 是横波 还是纵波呢 一 横波与纵波的区别 横波的偏振现象 实验1 横波 质点振动方向与波的传播方向垂直 当狭缝方向与横波振动方向相同时 横波可以通过狭缝 当狭缝方向与横波振动方向垂直时 横波不能通过狭缝 横波的偏振现象 实验2 将绳换成细软的弹簧 前后推动弹簧形成纵波 发现 无论狭缝怎样放置 弹簧上的纵波都可以通过狭缝传播 原因 纵波振动方向与波的传播方向在同一直线 纵波没有偏振现象 思考 我们可以怎样检验光是横波还是纵波 用偏振片检验 偏振片p 透振方向 二 光的偏振 实验1 让太阳光或灯光通过偏振片p 现象 旋转偏振片p 屏上的亮度不变 没有出现偏振现象 自然光 普通光源发出的光 各个振动是杂乱无章的 我们把它叫自然光 由光源直接发出的光 特点 包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光 且各振动方向的光强相等 偏振光 在垂直于传播方向的平面内 只沿某一个方向振动的光 反射光都是偏振光 起偏器 检偏器 自然光 偏振光 检偏器 自然光 自然光通过旋转的检偏器 光强不变 检偏器 自然光 自然光通过旋转的检偏器 光强不变 检偏器 自然光 自然光通过旋转的检偏器 光强不变 检偏器 自然光 自然光通过旋转的检偏器 光强不变 检偏器 自然光 自然光通过旋转的检偏器 光强不变 实验2 让光源的光通过用两片偏振片 起振器 检偏器 问题 光通过第一片偏振片后再转动第二片偏振片 光的强弱会发生怎样的变化 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器 光强发生变化 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器 光强发生变化 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器 光强发生变化 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器 光强发生变化 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器 光强发生变化 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器 光强发生变化 两偏振片的偏振化方向相互垂直光强为零 实验3 让光源的光通过用两片偏振片 起振器 检偏器 现象解释 偏振片p 起偏器 偏振片q 检偏器 结论 光有偏振现象 说明光是一种横波 偏振光的产生1 光通过偏振片后成为偏振光 完全偏振 2 除了光源直接发出的光 我们看到的反射光 折射光 都是不同程度的偏振光 部分偏振 3 如果反射光垂直折射光 反射光是完全偏振光 折射光是部分偏振光 1 如图所示 让太阳光通过遮光板m中的小孔s 在m的右方放一偏振片p p的右方再放一光屏q 现以光的传播方向为轴逐渐旋转偏振片p 关于屏q上光的亮度变化情况 下列说法中正确的是 a 先变亮后变暗b 先变暗后变亮c 亮度不变d 光先变暗后变亮 再变暗 再变亮 c 课堂练习 2 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度 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 然后又减少到零b 透过偏振片的光强光增强 然后减少到非零的最小值c 透过偏振片的光强在整个过程中都增强d 透过偏振片的光强先增强 再减弱 然后又增强 a 课堂练习 3 通过一块偏振片分别去观察电灯 蜡烛 月亮 反光的黑板的光 当以入射光线为轴转动偏振片时 能够观察到光线