高中物理 135、6光的衍射光的偏振课件 新人教版选修34.ppt

课前自主导学 当堂双基达标 课堂互动探究 课后知能检测 教学教法分析 教学方案设计 5光的衍射6光的偏振 课标要求1 知道光的衍射现象 知道几种衍射现象的图样 2 理解光产生明显衍射的条件 3 知道光的偏振现象 知道偏振是横波特有的性质 4 知道偏振光和自然光 知道偏振光的应用 课标解读1 观察光的衍射现象 认识衍射条纹的特点 2 知道产生明显衍射现象的条件 3 观察光的偏振现象 知道光是横波 4 知道自然光和偏振光的区别 知道偏振现象的一些应用 教学地位光的衍射和光的偏振是光的特性 与日常生活联系紧密 具有较强的实用性 也是高考的热点内容 新课导入建议光是一种波 具有波的一切特性 这节课我们探究波的衍射和偏振现象 教学流程设计 明暗 亮 彩色 白 圆孔衍射 光通过小孔 孔很小 时在屏幕上会出现相间的圆环 泊松亮斑 障碍物的衍射现象 各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射 使影的轮廓模糊不清 若在单色光传播途中 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 明暗 亮斑 2 光产生明显衍射现象的条件障碍物或孔的尺寸比小或跟差不多 3 光的衍射现象和光的直线传播的关系光的直线传播只是一个近似的规律 当光的波长比或的尺寸小的多时 光可以看成沿直线传播 在小孔或障碍物尺寸可以跟波长相比 甚至比波长还要小时 现象就十分明显 波长 波长 障碍物 孔 衍射 4 衍射光栅 结构由许多的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器 衍射图样特点与单缝衍射相比 衍射条纹的宽度 亮度 等宽 变窄 增加 2 思考判断 1 白光通过盛水的玻璃杯 在适当的角度 可看到彩色光 是光的衍射现象 2 菜汤上的油花呈现彩色 是光的折射现象 3 用两支圆柱形铅笔并在一起 形成一个狭缝 使狭缝平行于日光灯 会看到彩色的衍射条纹 3 探究交流衍射现象明显就是衍射条纹更亮吗 提示 衍射现象明显是指光绕到阴影区域的范围更大 随着孔的减小 条纹亮度减弱 1 基本知识 1 横波与纵波的特点横波中各点的振动方向总与波的传播方向 纵波中 各点的振动方向总与波的传播方向 只有才有偏振现象 垂直 在同一直线上 横波 2 自然光和偏振光 自然光 等普通光源发出的光 包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光 沿着各个方向振动的光波的强度 偏振光 在垂直于传播方向的平面上 只沿着某个特定的方向振动的光 太阳 电灯 都相同 3 光的偏振 透振 横波 偏振片 反射 折射 2 思考判断 1 凡是波都有偏振现象 2 反射可以引起自然光的偏振 3 拍摄水中游鱼时 在镜前装一偏振片是利用光的偏振现象 3 探究交流现在市场上流行所谓 偏光 太阳镜 它的作用是什么 提示 自然光如阳光是非偏振光 但经反射后会变为偏振光 戴上偏振光太阳镜后 会有效过滤经柏油路面 海面等反射来的阳光 避免炫目 问题导思 1 单缝过大就不能发生衍射了吗 2 单缝和孔越小衍射条纹越明亮吗 3 三种衍射图样各有什么特点 1 单缝衍射图样 1 中央条纹最亮 越向两边越暗 条纹间距不等 越靠外 条纹间距越小 2 缝变窄通过的光变少 而光分布的范围更宽 所以亮纹的亮度降低 3 中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有关 入射光波长越大 单缝越窄 中央亮条纹的宽度及条纹间距就越大 4 用白光做单缝衍射时 中央亮条纹是白色的 两边是彩色条纹 中央亮条纹仍然最宽最亮 2 圆孔衍射图样 1 中央是大且亮的圆形亮斑 周围分布着明暗相间的同心圆环 且越靠外 圆形亮条纹的亮度越弱 宽度越小 如图13 5 1所示 2 圆孔越小 中央亮斑的直径越大 同时亮度越弱 3 用不同色光照射圆孔时 得到的衍射图样的大小和位置不同 波长越大 中央圆形亮斑的直径越大 4 白光的圆孔衍射图样中 中央是大且亮的白色光斑 周围是彩色同心圆环 5 只有圆孔足够小时才能得到明显的衍射图样 在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中 光屏上依次得到几种不同的现象 圆形亮斑 光的直线传播 光源的像 小孔成像 明暗相间的圆环 衍射图样 3 不透明的小圆板衍射图样 1 中央是亮斑 2 周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小 在单缝衍射实验中 下列说法中正确的是 a 将入射光由黄色换成绿色 衍射条纹间距变窄b 使单缝宽度变小 衍射条纹间距变窄c 换用波长较长的光照射 衍射条纹间距变宽d 增大单缝到屏的距离 衍射条纹间距变宽 解析 当单缝宽度一定时 波长越长 衍射现象越明显 即光偏离直线传播的路径越远 条纹间距也越大 当光的波长一定时 单缝宽度越小 衍射现象越明显 条纹间距越大 光的波长一定 单缝宽度也一定时 增大单缝到屏的距离 衍射条纹间距也会变宽 故选项a c d正确 答案 acd 1 关于光的衍射现象 下列说法正确的是 a 红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹b 白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹c 光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑 说明发生了衍射d 光照到较大圆孔上出现大光斑 说明光沿直线传播 不存在光的衍射 解析 单色光照到狭缝上产生的衍射图样是明暗相间的直条纹 白光的衍射图样是彩色条纹 光照到不透明圆盘上 在其阴影处出现亮点 是衍射现象 光的衍射现象只有明显与不明显之分 d项中屏上大光斑的边缘会变得模糊 正是光的衍射造成的 不能认为不存在衍射现象 答案 ac 问题导思 1 光是横波 还是纵波 2 自然光和偏振光有什么区别 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 若互相垂直 为横波 若在同一直线上 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 能通过两个 狭缝 的为纵波 不能通过的为横波 2 自然光和偏振光 多选 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 如图13 5 2所示 则下列说法正确的是 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 审题指导 该题可按如下思路分析 太阳光是自然光 振动方向与偏振片的透振方向相同的光透过 两平行偏振片的透振方向平行时透光最多 垂直时不透光 解析 p是起偏振器 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 答案 bd 2 例2中当p q两偏振片的透振方向间的夹角为多少度时 透射光的强度最弱 解析 两偏振片的透振方向相互垂直时 即为90 角时 透射光最弱 答案 90 角 2013 塘沽高二检测 如图13 5 3所示的4幅明暗相间的条纹图样 分别是红光 蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光 紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样 黑色部分表示亮纹 则下面的四幅图从左到右排列 亮条纹的颜色依次是 a 红黄蓝紫b 红紫蓝黄c 蓝紫红黄d 蓝黄红紫 规范解答 双缝干涉条纹是等间距的条纹 单缝衍射条纹是中间最宽 两边越来越窄的条纹 因此1 3是干涉条纹 2 4是衍射条纹 干涉条纹中 光的波长越长 条纹越宽 因此1是红光 3是蓝光 同一单缝衍射条纹 波长越长 条纹越宽 因此2是紫光 4是黄光 答案 b 1 纵波不可能产生的现象是 a 偏振现象b 折射现象c 干涉现象d 衍射现象 解析 偏振现象是横波的特有现象 答案 a 2 多选 用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验 比较屏上条纹 下列说法中正确的是 a 双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹b 单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹c 双缝干涉条纹是中央宽 两边窄的明暗相间的条纹d 单缝衍射条纹是中央宽 两边窄的明暗相间的条纹 解析 干涉条纹是等间距且亮度基本一致的 而衍射条纹间距不相等 且中央亮条纹最亮 最宽 两侧依次宽度减小 亮度降低 故a d正确 答案 ad 3 多选 下列哪些现象是光的衍射产生的 a 泊松亮斑b 阳光下茂密的树阴中地面上的圆形亮斑c 阳光经凸透镜后形成的亮斑d 平行光照在一个较大障碍物上后 影的轮廓模糊不清 解析 a d中现象是由光的衍射产生的 b中的现象是由光的小孔成像产生的 c中的亮斑是由于透镜对光的汇聚作用而形成的 答案 ad 4 如图13