粤教版选修34 光的衍射和偏振 第1课时 学案.docx

光的衍射和偏振一、学习目标： 1、观察振动的偏振现象2、知道只有横波才有偏振现象3、知道偏振光和自然光的区别4、能运用偏振知识来解释生活中的一些常见光现象重点难点： 重点是知道光的偏振现象及光的偏振现象说明光是一种横波二、学习过程：复习与回顾：1、 光的干涉是指 2、 光的衍射是指 3、 光的干涉和衍射现象均说明 4、 机械波根据 ，把波分为横波和纵波。光既然也是一种波，那么，光波是横波还是纵波呢？5、 动手试试教材64页的演示，看看这个实验说明什么？【导读】仔细研读教材p64-66，完成学习目标【导思】1、 什么是偏振片？偏振片的特性是什么？2、 观察65页的演示实验，实验结果说明什么？3、 什么叫自然光？什么叫偏振光？4、 对照两个演示实验，总结光到底是横波还是纵波？请阐述你的理由5、 举例说明偏振现象有哪些应用三点剖析一、偏振现象 纵波的振动方向与传播方向始终在同一条直线上. 不同的横波振动方向可以不同,但对于一个确定的横波而言,它的振动方向是确定的,并且与传播方向垂直,我们利用横波与纵波的区别可以判断某种波是横波,还是纵波. 横波的振动方向和传播方向构成一个平面（振动面），如果横波只沿着某一个特定的方向振动，在物理学上就叫做波的偏振，只有横波才有这种特性.【例1】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.衍射现象解析：反射、折射、干涉、衍射是波的共性，而偏振现象只有横波能产生，纵波不可能产生.答案：a二、光的偏振 光属于电磁波，是横波，具有偏振性.从普通光源直接发出的光（自然光），包含在垂直于光的传播方向上一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波是均匀的，不显示偏振性；自然光通过偏振片后，只有振动方向跟透振方向一致的光才能通过，这时的光只沿着一个特定的方向振动，显示偏振性.【例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,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.透过偏振片的光强先增强，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,又减小到零,所以答案为a.答案：a各个击破类题演练1下列哪些波能发生偏振现象（ ）a.声波 b.电磁波 c.横波 d.纵波解析：能发生偏振的是横波，题中声波是纵波，电磁波是横波.答案：bc变式提升1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.答案：d类题演练2通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板，当以入射光线为轴转动偏振片时，看到的现象有何不同？解答：通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛时，透射光的强度不随偏振片的旋转而变化.因为灯光、烛光都是自然光，沿各个方向振动的光的强度相同，因此，当偏振片旋转时，透射出来的光波的振动方向虽然改变了（肉眼对此不能感觉到），但光的强弱没有改变，月亮、黑板反射的光已经是偏振光，它们通过偏振片透射过来的光线的强弱会随偏振片的旋转发生周期性的变化.变式提升2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（ ）a.q不动，旋转偏振片p，屏上光的亮度不变b.q不动，旋转偏振片p，屏上光的亮度时强时弱c.p不动，旋转偏振片q，屏上光的亮度不变d.p不动，旋转偏振片q，屏上光的亮度时强时弱解析：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.答案：bd【做一做】1、 将一个偏振片放于眼睛的前方，观察通过窗户进入室内的自然光，转动偏振片，你感觉到的阴暗有没有明显的变化？【点拨】无明显变化。因为自然光包含在垂直传播方向上一切方向的光且沿各个方向振动的光波的强度相同。2、 通过偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的灯光或窗外的光，同时转动偏振片，你感觉到的明暗有无明显的变化？玻璃表面、光滑桌面的反射光是偏振光吗？【点拨】明暗有明显变化。因为玻璃表面、光滑桌面反射来的灯光或窗外的光及玻璃折射的光都是偏振光。3、 将偏振片叠放在数字式电子表的液晶显示屏上，观察显示屏亮度的变化，为什么沿不同方向放置时会有不同的亮度？【点拨】因为电子表的液晶数字显示屏上、下两个板面处有两片偏振片，将偏振片放在显示屏上，使进入上表面的光的强度发生变化，导致显示屏亮度变化。（三）反思总结：（四）当堂检测1.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2.下列哪些波能发生偏振现象（ )a.声波 b.电磁波 c.横波 d.纵波3.下列说法中正确的是（ )a.光振动沿各个方向均匀分布的光是自然光b.光振动沿各个方向均匀分布的光是偏振光c.光振动沿特定方向的光才是偏振光d.光振动沿特定方向的光才是自然光4.对于光的偏振，下列说法正确的是（ )a.自然光是偏振光b.自然光通过偏振片后成为偏振光c.偏振光不能再通过偏振片d.如果偏振片的透振方向与偏振光的振动方向垂直，偏振光不能透过偏振片5.如图13-6-5所示，让自然光照射到p、q两偏振片上，当p、q两偏振片的透振方向夹角为以下哪些度数时，透射光的强度最弱（ )图13-6-5a.0 b.30 c.60 d.906.在拍摄日落时分水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是（ )a.减少阳光在水面上的反射光b.阻止阳光在水面的反射光进入照相机镜头c.增强光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度 d.减弱光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度7.在杨氏双缝干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片，若两个偏振片的透振方向相互垂直，则（ )a.光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减小b.光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增大c.干涉条纹消失，但仍有光射到光屏上d.干涉条纹消失，光屏上一片黑暗8.为什么所有的汽车挡风玻璃和大灯都装上透振方向与水平面成45的偏振片时，夜间出车时会防止眩晕？课后练习与提高1、关于电磁波谱中的各种电磁波，以下说法正确的是 （ ） a、电磁波中最易出现干涉、衍射的是无线电波b、电磁波中最易显示出的是射线c、各种色光在真空中频率不同，同一色光在各种介质中折射率相同d、各种色光在同一介质中波长不同，同一色光在真空中的波长比在任何介质中的波长都长2、关于光是电磁波，下列论述中正确的是 （ ）a、法拉第首先从理论上得出了电磁波的传播速度和实验测得的光速相同b、赫兹用实验测定并计算出了电磁波的波速，跟前人预言符合得相当好c、电磁波跟光一样都具有反射、折射、干涉、衍射等性质d、麦克斯韦首先提出光是一种电磁波3、国家863计划中的一个重点项目所研究的x光激光（频率范围很窄的高强度x射线），有着广泛的应用前景，用x光激光给细胞“照像”，主要利用了x光的以下哪个特点 （ ） a、杀菌作用 b、化学作用 c、波长短 d、粒子性4、风云二号卫星发送回地面的红外云图是由卫星上设置的具有接收云层辐射的红外线感应器完成的，云图上的黑白程度由辐射红外线的云层的温度高低决定，这是利用红外线的（ ）a、不可见性 b、穿透性 c、热效应 d、化学反应5医学上将激光束的宽度聚集到纳米的范围内，可修复人体已损坏的器官，对dna分子进行超微型基因修复，除去癌症、遗传疾病等，这是利用了激光的 （ ）a、单色性 b、平行性 c、高能性 d、粒子性6、近年来，无线光通信技术（不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段）在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景。关于红外线和光通信，以下说法中正确的是（ ） a、光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程b、光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输c、红外线的频率比可见光的频率高d、红外光子的能量比可见光子的能量大7、某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下一些规律，其中说法正确的是 （ ）a、若狭缝与灯丝平行，衍射条纹与狭缝平行 b、若狭缝与灯丝垂直，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8、 用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图形，观察到它们的现象，其中说法正确的是 （ ）.用小园盘时中央暗 . 用小园盘时中央亮 . 中央均为亮点的同心圆形条纹 . 中央均为暗点的同心圆形条纹 9采用红外线烘干油漆，红外烤箱烤制鸡鸭，其理由是因为（ ）.红外线热作用显著,烧烤的时间短.红外线热作用显著,但加热缓慢,油漆不易产生皱纹,烤鸡鸭不易烤焦c. 红外线热作用显著、衍射现象也比较明显,可使油漆内外干燥,鸡鸭内外受热差别小d红外线热作用不显著，但可使受热物体温度升高一致10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，能够观察到光线强弱有变化的是（ ）a、电灯 b、蜡烛 c、月亮 d、反光的黑板qpms11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12沙尘暴是由于土地沙化形成的恶劣气象现象，发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗。这是由于发生沙尘暴时（ ） a、只有波长较长的一部分光才能到达地面b、只有波长较短的一部分光才能到达地面c、只有频率较大的一部分光才能到达地面d、只有能量较大的光子才能到达地面13早上太阳从东方地平线升起，人们看到的太阳是红色的，这是因为 （ ）a、红光沿直线传播 b、红光的波长长 ，衍射现象明显 c、红光的折射率小，传播速度大 d、红光更容易引起人们的视觉14仿生学是现代科学的一个分支，它通过研究生物的结构和功能，从而制造类似于生物的装置，发挥相似的功能。响尾蛇能够在夜间看清物体，是因为它能够接收、感知无论是白天，还是夜晚都可以发出的红外线；响尾蛇导弹是一种被动制导的空对空导弹，它能够准确地击中敌方目标，其原因是 （ ）a、它像雷达一样，导弹辐射的电磁波被敌方目标反射回来确定位置，然后击中目标b、它不同于雷达，它本身不能辐射电磁波，靠接受目标的电磁波制导c、雷达和响尾蛇导弹一样，都是本身不辐射，而靠目标辐射的电磁波工作d、响尾蛇导弹是仿响尾蛇，雷达是仿蝙蝠。当堂检测答案：1思路解析：因为纵波的传播方向与振动方向在同一条直线上，所以不可能产生偏振现象.答案：a2思路解析：声波为机械波且为纵波，纵波不发生偏振，电磁波为横波，能发生偏振.答案：bc3思路解析：根据自然光、偏振光的概念易判断出选项a、c正确.答案：ac4思路解析：自然光垂直于传播方向的所有方向上都存在光振动，不是偏振光，a选项错.自然光透过偏振片后的光振动方向只沿着偏振片的透振方向，故自然光透过偏振片后变为偏振光.只要偏振光的振动方向与偏振片的透振方向不垂直就能通过偏振片，当两者方向平行时，透射光强度最大，c选项错误.当两者方向垂直时，偏振光将不能通过偏振片，故d选项正确.答案：bd5思路解析：当两偏振片的夹角为90时，偏振光的振动方向与偏振片透振方向垂直.答案：d6思路解析：日落时分的阳光照射到水面上时，反射光很强，照相镜头对着水面时，进入镜头的光线既有阳光经水面的反射光，又有由水中折射入空气的折射光.前者光线进入镜头所得实际景物为在水中的倒影的像，而后者光线进入镜头所摄得照片才是水下景物的像，两者在同一底片上相互干扰，使模糊不清.若在镜头上安装一偏振片，转动偏振片方向使其透振方向与反射光的光振动方向垂直，即可最大限度地阻止反射光进入镜头，增强摄像的清晰度.答案：b7思路解析：双缝后面各放置一个偏振片后，透过