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第六节 光的衍射和偏振1．(3分)用红光做双缝干涉实验时，在屏上观察到干涉条纹．在其他条件不变的情况下，改用紫光做实验，则干涉条纹间距将变________；如果改用白光做实验，在屏上将出现________色条纹．【解析】 在双缝干涉实验中，在其他条件不变的情况下，干涉条纹的间距与入射光的波长成正比，紫光波长小于红光波长，所以改用紫光做实验，干涉条纹间距将变小；若改用白光做实验，由于七色光的波长不同，各自干涉条纹的间距不同，在光屏上单色光加强的位置不同，于是出现彩色条纹，即发生了色散现象．【答案】 小 彩2．(3分)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，为使光屏上单色光的干涉条纹间距增大些，可采取的措施是( )A ．换用缝距大些的双缝片B ．换用缝距小些的双缝片C ．适当调大双缝片与屏的距离D ．适当调小双缝片与屏的距离【解析】 根据公式Δx ＝L dλ知B 、C 两项正确．【答案】 BC3．(4分)两列光干涉时，光屏上的亮条纹和暗条纹到两个光源的距离与波长有什么关系？声的干涉也遵从类似的规律。
设想在空旷的地方相隔一定位置有两个振动完全一样的声源，发出的声波波长是0.6 m ，观察者A 离两声源的距离分别是4.5 m 和 5.4 m ．观察者B 离两声源的距离分别是4.3 m 和5.5 m 这两个观察者听到声音的大小有什么区别？【解析】 观察者A 距两声源的路程差Δs A ＝(5.4－4.5) m ＝0.9 m ，Δs A λ2＝0.90.3＝3，Δs A 为半波长的奇数倍，声音在A 处减弱；观察者B 距两声源的路程差Δs B ＝(5.5－4.3) m＝1.2 m ，Δs B λ2＝1.20.3＝4，Δs B 为半波长的偶数倍，声音在B 处加强，所以B 听到的声音比A 听到的大．【答案】 见解析学生P55一、光的衍射1．衍射现象和衍射条纹(1)现象：光通过很窄的缝或很小的孔时，光没有沿直线传播，而是绕过缝或孔的边缘传播到相当宽的地方的现象．(2)条纹：衍射条纹是一些明暗相间的条纹，中央最宽、最亮，离中央条纹越远，亮条纹的宽度越小，亮度越低．2．光产生明显衍射现象的条件障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多．二、光的偏振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垂直．纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上．横波有偏振现象．2．自然光和偏振光(1)自然光：太阳、电灯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都相同．(2)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．3．光的偏振学生P55一、衍射条纹产生的实质衍射条纹的产生实质上是光波发生干涉的结果，即相干波叠加的结果．当光源发出的光照射到小孔或障碍物时，小孔处或障碍物的边缘可看成许多点光源(这一点来自“惠更斯原理”，有兴趣的同学可以查阅相关资料或网站)，这些点光源是相干光源，发出的光相干涉，形成明暗相间的条纹．二、三种衍射图样的特点比较1．单缝衍射图样(1)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．(2)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，入射光波长越长，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距就越大．(3)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4－6－1所示．图4－6－1(2)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)、完全黑暗．(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，波长越长，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)圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱．3．不透明的小圆板衍射图样(1)泊松亮斑图样中的亮环或暗环间距随半径增大而减小．(2)与圆孔衍射图样比较①均是明暗相间的图形条纹，中心均有亮斑．②圆孔衍射图样中心亮斑较大，而泊松亮斑较小．③圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大，圆板衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而减小．④圆孔衍射图样的背景是黑暗的，而小圆板衍射图样中的背景是明亮的．衍射是波的特有的现象，一切波均能发生衍射现象光遇小孔、可见光的波长范围：三、单缝衍射与双缝干涉的比较种类单缝衍射可以理解为若干个干涉，从而理解条纹相间排列光波的波长增大，衍射条纹、干涉条纹的宽度都变大复色光的衍射或干涉图样，可认为各单色光单独照射所成图样的叠加四、偏振现象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．自然光和偏振光偏振现象在生活中非常普遍，并不是只有自然光通过偏振片后才生活中除光源直接发出的光外，射到水面时的反射和折射光线，尤其是二者互相垂直时，都是典型的偏振光只有横波能发生偏振现象，光是横波一、光的衍射现象分析关于光现象的叙述，以下说法正确的是( )A．太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色属于光的干涉B．雨后天空中出现的彩虹属于光的衍射C．通过捏紧的两只铅笔间的狭缝观看工作着的日光灯管，看到的彩色条纹，属于光的色散D．阳光照射下，树影中呈现的一个个小圆形光斑，属于光的衍射现象【导析】正确理解干涉、衍射、色散及小孔成像等光现象的不同成因，是正确做出判断的关键，否则易被这些“彩色”现象所迷惑．【解析】太阳光照射下肥皂膜呈现彩色，属于薄膜干涉，A正确；雨后天空中出现的彩虹，是天空中小水滴对阳光色散形成的；通过笔间狭缝观看日光灯管出现彩色，属于单缝衍射；而阳光下树影中呈出的小圆斑，则属于树叶间形成的小孔成像，故B、C、D均错误．故选A.【答案】 A本题易误选1．对于光的衍射现象的定性分析，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．光的衍射现象是光波相互叠加的结果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【解析】光的干涉现象和衍射现象无疑地说明了光具有波动性，光的直线传播规律只是近似的，只有在光波长比障碍物小的多的情况下，光才可以看作是直进的，所以光的衍射现象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，故上述选项中正确的是A、B、D.【答案】ABD二、光的衍射图样分析在单缝衍射实验中，下列说法正确的是( )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【导析】比较单色光波长的大小关系，利用光发生明显衍射现象的条件进行判断．【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B错误，A、C、D正确．【答案】ACD一般障碍物的尺寸都比可见光波波长大得多，2．一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明、暗相间的干涉条纹．现在将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到( ) A．与原来相同的明暗相间的条纹，只是明条纹比原来暗些B．与原来不相同的明暗相间的条纹，而中央明条纹变宽些C．只有一条与缝宽对应的明条纹D．无条纹，只存在一片红光【解析】本题要考查学生对发生明显衍射的条件的理解，及单缝衍射图样特点的认识，能够比较双缝干涉图样和单缝衍射图样的异同点．本题中这束红光通过双缝时，产生了干涉现象，说明每一条缝宽都很窄，满足这束红光发生明显衍射的条件，这束红光通过双缝在光屏上形成的干涉图样的特点是：中央出现明条纹，两侧对称出现等间隔的明暗相间条纹．而这束红光通过单缝时形成的衍射图样特点是：中央出现较宽的明条纹，两侧对称出现不等间隔的明暗相间条纹，且距中央明条纹远的明条纹亮度迅速减小，所以衍射图样看上去明暗相间的条纹数量较少．本题正确选项是B项．【答案】 B三、偏振现象的应用两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以至没有光通过．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．透过的光强先增强，然后减少到非零的最小值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【导析】偏振片允许振动方向与其透振方向不垂直的光通过．【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，所以通过的光强先增强，然后又减小到零．故选A.【答案】 A通过光的起偏和检偏实验，1．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，总结出以下几点，你认为正确的是( )A．若狭缝与灯泡平行，衍射条纹与狭缝平行B．若狭缝与灯泡垂直，衍射条纹与铗缝垂直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【解析】若狭缝与线状灯泡平行，衍射条纹与狭缝平行且现象明显，衍射条纹的疏密程度与缝宽有关，狭缝越小，条纹越疏；条纹间距与波长有关，波长越长，间距越大．【答案】ACD2．关于光的衍射现象，下面说法正确的是( )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，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射现象【解析】该题考查衍射图样和对衍射现象的理解．单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹，白光的衍射图样是彩色条纹．光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现光点，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模糊，正是光的衍射造成的．不能认为不存在衍射现象．【答案】AC3．下列现象中可以说明光是横波的是( )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【解析】根据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D.【答案】 D4．如图4－6－2所示，让自然光照到P、Q两偏振片上，当P、Q两偏振片的透射光偏振方向间的夹角为以下哪个度数时，透射光的强度最弱( )图4－6－2A．0°B．30°C．60°D．90°【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，透射光最弱，故正确答案为D.【答案】 D。
第四章光及其应用第六节光的衍射和偏振第七节激光A组·基础达标1．(多选)对衍射现象的定性分析，正确的是()A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生传播的现象B．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论【答案】ABC【解析】衍射现象是波绕过障碍物发生传播的现象，衍射条纹是波的叠加的结果，干涉、衍射是一切波所具有的特性，A、B、C正确；光的直线传播只是近似的，只有在光的波长比障碍物尺寸小得多的情况下，光才被看作是沿直线传播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，故D错误．2．用单色光分别通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图样，它们的特点是()A．用前者做实验时中央是暗的，用后者做实验时中央是亮的B．用前者做实验时中央是亮的，用后者做实验时中央是暗的C．中央均为亮点的同心圆形条纹D．中央均为暗点的同心圆形条纹【答案】C【解析】小孔衍射和圆盘衍射，图样中央均为加强点，故中央均为亮点，周围是以亮点为圆心的圆形条纹，C正确，A、B、D错误．3．如图所示是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【答案】B【解析】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．同一单缝衍射中，波长越长，条纹越宽，因此2是紫光，4是黄光．4．(多选)关于波动，下列说法正确的是()A．各种波均会发生偏振现象B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D．已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警【答案】BD【解析】只有横波才能发生偏振现象，A错误；白光是复色光，做单缝衍射和双缝干涉均能看到彩色条纹，B正确；波在传播过程中的传播速度与介质运动速度是两回事，二者没有可比性，C错误；在同一介质中，纵波传播速度大于横波的传播速度，D 正确．5．关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是()A．图甲是光的干涉图样B．图乙是光的衍射图样C．图丙是利用光的折射原理D．图丁中光导纤维是利用光的全反射原理工作的，其内芯折射率小于外套的折射率【答案】C【解析】甲图是光的衍射图样，乙图是光的干涉图样，A、B错误；丙图是光的折射原理，C正确；丁图中光导纤维的内芯折射率大于外套的折射率，D错误．6．如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向看不到光亮，则()A．图中a光为偏振光B．图中b光为自然光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮【答案】D【解析】自然光在垂直于传播方向的平面内，沿各个方向的振动是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，它通过偏振片A后，即变为偏振光，A、B错误；设通过A的光沿竖直方向振动，而偏振片B只能通过沿水平方向振动的偏振光，则P点无光亮，以SP为轴将B转过180°后，P 处仍无光亮；以SP为轴将B转过90°后，则该偏振片将变为能通过沿竖直方向振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，C错误，D正确．7．关于激光，下列说法正确的是()A．激光是自然光的一种B．自然界中某些天然物体也可以发出激光C．激光可以像刀子一样切除肿瘤D．由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象【答案】C【解析】激光是用人工方法激发的一种特殊的光，是人工产生的，不是天然光，A、B错误；激光亮度高，能量集中，可以像刀子一样切除肿瘤，C正确；激光和自然光一样能发生衍射现象，故D错误．8．(多选)(2024年遂宁月考)激光的发明是20世纪科学技术一项划时代的重要成就．下列关于激光的说法正确的是()A．可利用激光进行通信B．可利用激光加工坚硬材料C．可利用激光进行室内照明D．激光是由自然界中某种物质直接发光产生的【答案】AB【解析】激光能够传递声音、图像等信息，因此可以利用激光进行通信，A正确；激光的强度很大，可以用来切割、加工较硬的材料，B正确；室内照明需要更多的散射光，而激光的平行度比较好，是单方向的光，不适合室内照明，C错误；激光是人造光，自然界中无法直接产生，D错误．9．(多选)激光技术是在1958年发明的．激光被誉为“神奇的光”．关于激光的应用，下列说法正确的是()A．激光用来控制核聚变，是因为它的平行度好，光源的能量就集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度B．由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息C．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气中传播不受大气的影响D．能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光通过地球大气不会发生折射【答案】AB【解析】激光用来控制核聚变，是因为它的平行度好，光源的能量就集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度，A正确；由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息，B正确；用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光平行度好、能量高；能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光平行度好，但都会不同程度地受大气影响，C、D错误．10．(多选)准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光，用于近视眼的治疗．用这样的“激光刀”对近视眼进行手术，手术时间短，效果好，无痛苦．关于这个治疗，以下说法正确的是()A．近视眼是远处物体在眼球中成像在视网膜的前面，使人不能看清物体B．激光平行度好，可以在非常小的面积上对眼睛进行光凝手术C．激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复D．激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削【答案】ABD【解析】激光手术是物理技术用于临床医学的成果．人的眼睛是一个光学成像系统，角膜和晶状体的共同作用相当于一个凸透镜，物体通过“凸透镜”成像在视网膜上，人就能看清楚物体．当角膜和晶状体组成的这个“凸透镜”的焦距比较小时，物体成像在视网膜的前面，人就不能看清物体，这就是近视眼．激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，使这个“凸透镜”的焦距适当变大，物体经过角膜和晶状体后成像在视网膜上．故A、B、D正确．B组·能力提升11．(多选)如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，让太阳光或白炽灯光通过狭缝S 形成细光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心)，产生反射光束1和透射光束2.现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动，使反射光束1和透射光束2恰好垂直．在入射光线的方向上加偏振片P，偏振片与入射光线垂直，其透振方向在纸面内，这时看到的现象是()A．反射光束1消失B．透射光束2消失C．反射光束1和透射光束2都消失D．偏振片P以入射光线为轴旋转90°角，透射光束2消失【答案】AD【解析】自然光射到界面上，当反射光与折射光垂直时，反射光和折射光的偏振方向相互垂直，且反射光的偏振方向与纸面垂直，折射光的透振方向与纸面平行，因此当在入射光线方向垂直放上透振方向在纸面内的偏振片P时，因垂直于纸面无光；反射光束1消失，A正确，B、C错误；偏振片转动90°，平行于纸面内的光消失，则透射光束2消失，D正确．12．(多选)“假奶粉事件”曾经闹得沸沸扬扬，奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定糖量．偏振光通过糖水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标度值相比较，就能确定被测样品的含糖量了，如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，最后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是()A．到达O处光的强度会明显减弱B．到达O处光的强度不会明显减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于α【答案】ACD【解析】A、B之间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后，变成偏振光，通过B后到达O处．当在A、B间放糖溶液时，由于溶液的旋光作用，使通过A的偏振光振动方向转动了一定角度，到达O处的光强会明显减弱；但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度；因为A、B的偏振方向一致，故转动偏振片A也可以．故选A、C、D．13．(多选)食品安全检验中碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间．以下说法正确的是()A．到达O处光的强度会明显减弱B．到达O处光的强度不会明显减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α【答案】ACD【解析】偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度α，所以到达O处光的强度会明显减弱，A正确，B错误；将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于α，C正确；同理，将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α，D正确．。
光的衍射与偏振课件光的衍射是光波通过物体边缘或开口后经历的一种现象，而光的偏振则是描述光波振动方向的属性。
在这份课件中，我们将详细讨论光的衍射和偏振的原理、应用以及相关实验。
一、光的衍射1. 衍射现象的基本概念光的衍射是当光波通过物体边缘或开口时，波的传播方向改变，从而产生弯曲和扩散的现象。
这一现象可以解释为光波在物体边缘或开口处受到了干涉，使得周围区域的光波相位产生了变化。
2. 衍射的数学描述根据波的衍射现象，我们可以使用亚当-菲涅尔衍射公式等来描述衍射过程。
亚当-菲涅尔衍射公式可以通过积分的方法得到，它能够计算出衍射后光强的分布。
这个公式在不同的衍射场景中都有广泛的应用。
3. 衍射的应用衍射现象在实际生活中有许多重要应用。
例如在天文学中，通过观察天体光的衍射，我们可以测量出星星的大小和形状。
在显微镜和望远镜中，衍射光学也起到了关键的作用。
此外，光的衍射还在激光技术、光栅仪器、图像处理等领域有广泛应用。
二、光的偏振1. 偏振光的特性光是电磁波，振动方向决定了光的偏振方向。
偏振光是指在某一方向上的光振动特性。
一般情况下，自然光是各个方向的偏振光的叠加。
2. 光的偏振方式光的偏振有多种方式，包括线偏振、圆偏振和椭偏振等。
线偏振是最常见的偏振方式，其中振动方向是一个直线。
圆偏振则是振动方向随时间变化而绕着一个圆周运动。
而椭偏振是指振动方向在某一平面上呈现椭圆形的偏振方式。
3. 光的偏振器件光的偏振可以通过偏振器件实现，其中最常见的是偏振片。
偏振片是一种能够仅允许某一方向的偏振光通过的材料。
此外，还有偏振镜、波片等器件可以实现光的偏振控制。
三、光的衍射与偏振实验1. 衍射实验在实验中，我们可以使用光的衍射实验装置，例如Young双缝实验、单缝衍射实验等。
通过这些实验，我们可以观察到衍射现象，并且进一步验证亚当-菲涅尔衍射公式。
2. 偏振实验对于光的偏振实验，常用的方法有马吕斯交叉法、尼古拉斯法等。
通过这些实验，我们可以展示光的偏振特性，并观察到光在通过不同偏振器件之后的变化。
第四章光的偏振知识点归纳
1. 光的偏振概念
- 光的偏振是指光波在传播方向上的振动方式。
- 垂直于传播方向的振动称为横向电场，确定了光的偏振方向。
2. 光的偏振态
- 线偏振：光波只在一个平面上振动，偏振方向垂直于传播方向。
- 圆偏振：光波沿着一个圆轨迹振动，偏振方向沿传播方向旋转。
- 椭圆偏振：光波沿着一个椭圆轨迹振动，是线偏振和圆偏振
的组合。
3. 偏振器
- 偏振器是用于选择或限制特定偏振方向的光的器件。
- 偏振片是常用的偏振器，能够选择性地通过或阻止某个特定
方向的偏振光。
4. 偏振现象
- 偏振衍射：光通过狭缝或衍射光栅时，只允许某些偏振方向
的光传播。
- 偏振散射：非金属表面上的光被散射时，会发生偏振。
水平
偏振光被散射后变为垂直偏振光。
5. 光的偏振应用
- 光学仪器：偏振片在显微镜和摄影领域中被广泛使用。
- 3D影像：通过控制光的偏振状态，实现立体影像效果。
- 光通信：利用偏振保持光信号的传输质量和减少干扰。
6. 光的偏振研究
- 光的偏振是物理学和光学研究中的重要领域。
- 学者通过实验和理论研究，深入探索光的偏振现象和应用。
以上是第四章光的偏振知识点的简要归纳，希望对您有所帮助。
光的干涉、衍射和偏振
1．光的干涉
(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹，某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象．
(2)条件：两束光的频率相同、相位差恒定．
(3)双缝干涉图样特点：单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为白色亮条纹，其余为彩色条纹．
2．光的衍射
发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显．
3．光的偏振
(1)自然光：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：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光．
(3)偏振光的形成
①让自然光通过偏振片形成偏振光．
②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光．
(4)光的偏振现象说明光是一种横波．
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光学知识点光的衍射与偏振光学知识点：光的衍射与偏振在我们日常生活中，光无处不在。
从清晨的第一缕阳光到夜晚的璀璨灯光，光以其独特的方式展现着世界的色彩与形态。
而在光学的领域里，光的衍射与偏振是两个非常重要的概念，它们不仅揭示了光的本质特性，还在许多科技应用中发挥着关键作用。
首先，咱们来聊聊光的衍射。
想象一下，你在一个黑暗的房间里，有一束光通过一个狭窄的缝隙照进来。
你可能会以为光会沿着直线传播，形成一个清晰的亮斑。
但实际上，你会发现光会扩散开来，形成一些明暗相间的条纹。
这就是光的衍射现象。
那么，为什么会发生衍射呢？这得从光的波动性说起。
光既是一种粒子，也是一种波。
当光通过狭窄的缝隙或者障碍物时，它的波面会受到限制。
就好像水波通过狭窄的通道时，波会扩散开来一样，光也会发生类似的现象。
衍射现象的强弱与缝隙的宽度或者障碍物的大小有关。
缝隙越窄或者障碍物越小，衍射现象就越明显。
比如说，在单缝衍射实验中，如果单缝的宽度逐渐减小，衍射条纹的宽度会逐渐增大，而且条纹的亮度也会变得不均匀。
光的衍射在实际生活中有很多应用。
比如说，在光学仪器中，衍射会影响到仪器的分辨率。
为了提高分辨率，科学家们需要研究衍射现象，并采取相应的措施来减小衍射的影响。
另外，衍射光栅也是利用光的衍射原理制成的。
通过在一块平面上刻画出许多等间距的平行狭缝，就可以将入射光分解成不同波长的光，从而实现分光的目的。
这在光谱分析、激光技术等领域都有着广泛的应用。
接下来，咱们再说说光的偏振。
偏振是指光的振动方向具有一定的规律性。
普通的自然光，比如太阳光，它的振动方向是随机的，各个方向都有。
而偏振光则是在某个特定方向上振动的光。
光的偏振现象可以通过一些特殊的材料来实现。
比如偏振片，它只允许在某个特定方向上振动的光通过，而阻挡其他方向振动的光。
当自然光通过偏振片时，就会变成偏振光。
偏振光在很多领域都有着重要的应用。
在摄影中，使用偏振镜可以减少反射光的干扰，使拍摄的画面更加清晰和鲜艳。
第4课时 光的干涉 衍射和偏振导学目标 1.掌握光的干涉现象产生的条件，特别是双缝干涉中出现明暗条纹的条件及判断方法.2.掌握光产生明显衍射的条件，以及衍射与干涉现象的区别.3.掌握光的偏振现象，了解偏振在日常生活中的应用．一、光的干涉[基础导引]1．在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为7.5×10－7 m，如果用频率6.0×1014 Hz的黄光照射双缝，试通过计算分析P点出现的是亮条纹还是暗条纹．2．描绘地势高低可以用等高线，描绘静电场可以用等势线，薄膜干涉条纹实际上是等厚线，同一干涉条纹上各个地方薄膜的厚度是相等的．利用光的干涉检查平整度时，观察到了干涉条纹的形状，就等于知道了等厚线的走向，因而不难判断被检测平面的凹下或凸出的位置．为什么薄膜干涉条纹是等厚线？[知识梳理]1．双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是________的相干光波．屏上某点到双缝的路程差是________________时出现亮条纹；路程差是半波长的________时出现暗条纹．相邻的明条纹(或暗条纹)之间的距离Δx与波长λ、双缝间距d 及屏到双缝的距离l之间的关系为____________．2．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)____________反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度________．特别提醒 1.只有相干光才能形成稳定的干涉图样．2．单色光形成明暗相间的干涉条纹，白光形成彩色条纹．二、光的衍射[基础导引]太阳光照着一块遮光板，遮光板上有一个较大的三角形孔．太阳光透过这个孔，在光屏上形成一个三角形光斑．请说明：遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时，光屏上的图形将怎样变化？说出其中的道理．[知识梳理]1．光________________________________的现象叫光的衍射．2．发生明显衍射的条件：只有在障碍物的尺寸比光的波长小或者跟波长相差不多的条件下，才能发生明显的衍射现象．3．泊松亮斑：当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)．特别提醒 1.光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同．2．区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分．三、光的偏振[基础导引]图2市场上有一种太阳镜，它的镜片是偏振片．偏振片与普通的有色玻璃片相比有什么优点？安装镜片时它的透振方向应该沿什么方向？利用偏振眼镜可以做哪些实验、做哪些检测？[知识梳理]1．偏振：光波只沿____________的方向振动，称为光的偏振．2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿____________振动的光，而且沿各个方向振动的光波的________都相同，这种光叫做自然光．3．偏振光：在________于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光，叫做偏振光．光的偏振证明光是________．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．特别提醒 1.自然光通过偏振片后，就变成了偏振光．2．平时我们所见的光，除直接从光源射来的以外都是不同程度的偏振光.考点一 光的干涉考点解读1．明暗条纹的判断方法(1)单色光a ．如图1所示，光源S 1、S 2发出的光到屏上P 点的路程差r 2－r 1＝kλ(k ＝0,1,2…)时，光屏上出现明条纹．b ．光的路程差r 2－r 1＝(2k ＋1)(k ＝0,1,2…)时，光屏上出现暗条纹．λ2图1(2)白光：光屏上出现彩色条纹．(3)中央条纹为明条纹．2．双缝干涉是等间距的，相邻明条纹(或暗条纹)间的距离与波长成正比(装置已确定的情况下)．利用双缝干涉实验可测量光波的波长．3．薄膜干涉(1)如图2所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA ′和后表面BB ′分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加．(3)原理分析①单色光a ．在P 1、P 2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr 等于波长的整数倍．图3图4图5Δr ＝nλ(n ＝1,2,3…)，薄膜上出现明条纹．b ．在Q 处，两列反射回来的光波的路程差Δr 等于半波长的奇数倍．Δr ＝(2n ＋1)(n ＝0,1,2,3…)，薄膜上出现暗条纹．λ2②白光：薄膜上出现水平彩色条纹．4．薄膜干涉的应用干涉法检查平面如图3所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲．典例剖析例1 如图4所示，在双缝干涉实验中，S 1和S 2为双缝，P 是光屏上的一点，已知P 点与S 1、S 2距离之差为2.1×10－6m ，分别用A 、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P 点是亮条纹还是暗条纹？(1)已知A 光在折射率为n ＝1.5的介质中波长为4×10－7 m ；(2)已知B 光在某种介质中波长为3.15×10－7 m ，当B 光从这种介质射向空气时，临界角为37°；(3)若让A 光照射S 1，B 光照射S 2，试分析光屏上能观察到的现象．跟踪训练1 如图5所示，在双缝干涉实验中，已知SS 1＝SS 2，且S 1、S 2到光屏上P 点的路程差Δr ＝1.5×10－6 m.(1)当S 为λ＝0.6 μm 的单色光源时，在P 点处将形成______条纹．(2)当S 为λ＝0.5 μm 的单色光源时，在P 点处将形成______条纹．(均选填“明”或“暗”)例2 用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为0.25 mm ，在距离双缝为1.2 m处的光屏上，测得5条亮纹间的距离为7.5 mm.求这种单色光的波长．探究所得 掌握条纹间距公式Δx ＝λ.l d 跟踪训练2 薄膜干涉在科学技术上有很大应用．如图6甲是干涉法检查平面示意图，图乙是得到的干涉图样，则干涉图样中条纹弯曲处的凹凸情况是______．(选填“上凸”或“下凹”)图6考点二 衍射与干涉的比较考点解读1．衍射与干涉的比较两种现象比较项目单缝衍射双缝干涉条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距不同点亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹特别提醒 1.白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同．2．区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分．2．干涉与衍射的本质：光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹．典例剖析例3 在杨氏双缝干涉实验中，如果( )A ．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B ．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C ．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D ．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹跟踪训练3 在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样，图7的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是 ( )图7A ．a 、cB ．b 、cC ．a 、dD ．b 、d 考点三 光的偏振考点解读1．偏振光的产生方式(1)自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器．(2)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．注意 不能认为偏振片就是刻有狭缝的薄片，偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特征，即存在一个偏振方向，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收了．2．偏振光的理论意义及应用(1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明光波是横波．(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．典例剖析例4 (1)肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是______现象；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是________现象．(2)凡是波都具有衍射现象，而把光看作直线传播的条件是__________________________.要使光产生明显的衍射，条件是_______________________________________________．(3)当狭缝的宽度很小并保持一定时，分别用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是___________________________________________________________________．(4)如图8所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明________________________________________________________________________．图8跟踪训练4 光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特性的是( ) A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹A组 光的干涉1．关于光的干涉，下列说法中正确的是( ) A．在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B．在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个明条纹间距将变宽C．只有频率相同的两列光波才能产生干涉图9图10D ．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定2.双缝干涉实验装置如图9所示，双缝间的距离为d ，双缝到像屏的距离为l ，调整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹．关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是( )A ．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不 清晰B ．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹C ．若将双缝间距离d 减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D ．若将双缝间距离d 减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大3．用如图10所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈，将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )A ．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B ．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C ．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D ．干涉条纹保持原来状态不变B 组 光的衍射和偏振4．如图11所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M 上的小孔照射到固定不动的偏振片P 上，再使偏振片Q 绕轴匀速转动一周，则关于光屏N 上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是 ( )图11A ．光屏N 上光的亮度保持不变B ．光屏N 上光的亮度会时亮时暗C ．光屏N 上有两条与偏振片P 、Q 透振方向对应的亮线D ．光屏N 上只有一条亮线随偏振片转动而转动5．用单色光通过小圆盘和小圆孔分别做衍射实验，在光屏上得到衍射图形，则( )A ．用小圆盘时，图形中央是暗的，用小圆孔时，图形中央是亮的B ．用小圆盘时，图形中央是亮的，用小圆孔时，图形中央是暗的C ．两个图形中央均为亮点的同心圆形条纹D ．两个图形中央均为暗点的同心圆形条纹图1课时规范训练(限时：30分钟)一、选择题1．关于光的干涉现象，下列说法正确的是 ( )A ．在波峰与波峰叠加处，将出现亮条纹；在波谷与波谷叠加处，将出现暗条纹B ．在双缝干涉实验中，光屏上距两狭缝的路程差为1个波长的某位置，将出现亮纹C ．把入射光由黄光换成紫光，两相邻明条纹间的距离变窄D ．当薄膜干涉的条纹是等间距的平行线时，说明薄膜的厚度处处相等2．图1是双缝干涉实验装置的示意图，S 为单缝，S 1、S 2为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S 时，可在光屏P 上观察到干涉条纹．下列说法正确的是( )A ．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小B ．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大C ．将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D ．将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大3．在单缝衍射实验中，下列说法正确的是( )A ．其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B ．其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C ．其他条件不变，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D ．其他条件不变，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽4．下列有关光现象的说法正确的是 ( )A ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大B ．以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射C ．紫光从空气射向水中，只要入射角足够大，就可以发生全反射D ．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度5．如图2所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的透振方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化．设起偏器和检偏器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是 ( )图2A ．到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大B ．到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大图3C ．到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小D ．到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小6．双缝干涉实验装置如图3所示，绿光通过单缝S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S 1和S 2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O 点距双缝S 1和S 2的距离相等，P 点是距O 点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O 点及其上方的干涉条纹的情况是 ( )A ．O 点是红光的亮条纹B ．O 点不是蓝光亮条纹C ．红光的第一条亮条纹在P 点的上方D ．蓝光的第一条亮条纹在P 点的上方二、非选择题7．如图4所示，是研究激光相干性的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝S 1、S 2，由S 1、S 2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹，已知入射激光的波长是λ，屏上的P 点到两狭缝S 1、S 2的距离相等，如果把P 处的亮条纹记作0号条纹，由P 向上数，与0号亮条纹相邻的亮纹依次是1号条纹、2号条纹……则P 1处的亮纹恰好是10号条纹．设直线S 1P 1的长度为L 1，S 2P 1的长度为L 2，则L 2－L 1等于多少？图4复习讲义基础再现一、基础导引 1.暗条纹2．因为形成同一条干涉条纹的两列反射波的路程差一定，而且路程差的一半恰好是薄膜的厚度，所以同一干涉条纹是等厚线．知识梳理 1.相同 波长整数倍 奇数倍 Δx ＝λ 2.前后两面 相同l d 二、基础导引 起初小孔不太小时，光沿直线传播，此时光斑随小孔尺寸减小而减小．当小孔足够小时，光发生衍射，而且小孔越小衍射效果越强，此时光斑随小孔尺寸减小而增大．知识梳理 1.离开直线路径绕到障碍物阴影里三、基础导引 两者的目的都是减少通光量，但普通带色玻璃改变了物体的颜色，而偏振片却没有．安装镜片时，两镜片的透振方向应相互垂直．利用偏振镜片可以检验光波是不是横波，可以检测某一光波是不是偏振波．知识梳理 1.某一特定 2.一切方向 强度 3.垂直 横波课堂探究例1 (1)暗条纹 (2)亮条纹 (3)见解析解析 (3)若让A 光和B 光分别照射S 1和S 2，这时既不能发生干涉，也不发生衍射，此时在光屏上只能观察到亮光．跟踪训练1 (1)暗 (2)明例2 3.9×10－7 m跟踪训练3 D例4 见解析解析 (1)肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象．(2)障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，可把光看作沿直线传播；障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，可产生明显的衍射现象．(3)红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远．(4)这个实验说明了光是一种横波．跟踪训练4 D分组训练1．C 2.BD 3.D 4.B 5.C课时规范训练1．BC 2．B 3．ACD 4．A 5．B 6．AC 7．10λ。
《光的偏振激光》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解光的偏振的基本观点，掌握偏振光的产生和检测方法。
2. 了解激光的基本性质和特点，理解激光的产生原理。
3. 学会利用偏振特性控制激光的传播方向和强度，掌握激光的应用。
二、教学重难点1. 教学重点：理解光的偏振特性，掌握偏振光的产生和检测方法。
2. 教学难点：如何将光的偏振特性与激光应用相结合，利用偏振特性控制激光的传播方向和强度。
三、教学准备1. 准备教学PPT和相关视频素材。
2. 准备实验器械，包括偏振片、检偏器、激光笔等。
3. 准备案例资料，包括激光在医学、工业、通信等领域的应用实例。
4. 设计教室互动环节，引导学生思考和讨论激光与偏振的关联性。
四、教学过程：本节课程的教学目标是让学生掌握光的偏振的基本观点和原理，理解激光的特点和应用，并能够在实际操作中应用这些知识。
以下是具体的教学过程：1. 引入：起首，通过一些平时生活中的例子引入光的偏振观点，例如雨后阳光下空气中的七色彩虹，以及眼镜片为何要选择偏振片等等。
引导学生思考这些现象背后的物理原理，激发他们的学习兴趣。
2. 观点讲解：接下来，详细诠释光的偏振观点，包括自然光和偏振光的区别，以及偏振片的作用。
通过实验和图片展示，帮助学生理解这些观点。
同时，介绍激光的产生原理和特点。
3. 实验操作：让学生亲手操作实验，观察偏振片对自然光和激光的影响。
通过实验，学生可以直观地看到偏振片对光的过滤作用，以及激光的特殊性质。
这个过程有助于加深学生对这些观点的理解。
4. 小组讨论：组织学生进行小组讨论，让他们思考激光在平时生活中的应用，如激光打印机、激光测距仪等。
通过讨论，学生可以更好地了解激光的实际应用，并培养他们的思考和表达能力。
5. 教室总结：最后，教师进行教室总结，强调本节课的重点和难点，帮助学生梳理所学知识。
同时，鼓励学生在平时生活中多观察、多思考，将所学知识应用到实际生活中。
6. 课后作业：安置一些与光的偏振和激光相关的思考题，让学生在家中继续思考和探索。
第六节光的衍射和偏振1．(3分)用红光做双缝干涉实验时，在屏上观察到干涉条纹．在其他条件不变的情况下，改用紫光做实验，则干涉条纹间距将变________；如果改用白光做实验，在屏上将出现________色条纹．【解析】在双缝干涉实验中，在其他条件不变的情况下，干涉条纹的间距与入射光的波长成正比，紫光波长小于红光波长，所以改用紫光做实验，干涉条纹间距将变小；若改用白光做实验，由于七色光的波长不同，各自干涉条纹的间距不同，在光屏上单色光加强的位置不同，于是出现彩色条纹，即发生了色散现象．【答案】小彩2．(3分)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，为使光屏上单色光的干涉条纹间距增大些，可采取的措施是()A．换用缝距大些的双缝片B．换用缝距小些的双缝片C．适当调大双缝片与屏的距离D．适当调小双缝片与屏的距离【解析】 根据公式Δx ＝L d λ知B 、C 两项正确．【答案】 BC3．(4分)两列光干涉时，光屏上的亮条纹和暗条纹到两个光源的距离与波长有什么关系？声的干涉也遵从类似的规律。
设想在空旷的地方相隔一定位置有两个振动完全一样的声源，发出的声波波长是0.6 m ，观察者A 离两声源的距离分别是4.5 m 和 5.4 m ．观察者B 离两声源的距离分别是4.3 m 和5.5 m 这两个观察者听到声音的大小有什么区别？【解析】 观察者A 距两声源的路程差Δs A ＝(5.4－4.5) m ＝0.9 m ，Δs A λ2＝0.90.3＝3，Δs A 为半波长的奇数倍，声音在A 处减弱；观察者B 距两声源的路程差Δs B＝(5.5－4.3) m ＝1.2 m ，Δs B λ2＝1.20.3＝4，Δs B 为半波长的偶数倍，声音在B 处加强，所以B 听到的声音比A 听到的大．【答案】 见解析学生P55一、光的衍射1．衍射现象和衍射条纹(1)现象：光通过很窄的缝或很小的孔时，光没有沿直线传播，而是绕过缝或孔的边缘传播到相当宽的地方的现象．(2)条纹：衍射条纹是一些明暗相间的条纹，中央最宽、最亮，离中央条纹越远，亮条纹的宽度越小，亮度越低．2．光产生明显衍射现象的条件障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多．二、光的偏振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垂直．纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上．横波有偏振现象．2．自然光和偏振光(1)自然光：太阳、电灯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都相同．(2)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．3．光的偏振学生P55一、衍射条纹产生的实质衍射条纹的产生实质上是光波发生干涉的结果，即相干波叠加的结果．当光源发出的光照射到小孔或障碍物时，小孔处或障碍物的边缘可看成许多点光源(这一点来自“惠更斯原理”，有兴趣的同学可以查阅相关资料或网站)，这些点光源是相干光源，发出的光相干涉，形成明暗相间的条纹．二、三种衍射图样的特点比较1．单缝衍射图样(1)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．(2)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，入射光波长越长，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距就越大．(3)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4－6－1所示．图4－6－1(2)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)、完全黑暗．(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，波长越长，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)圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱．3．不透明的小圆板衍射图样(1)泊松亮斑图样中的亮环或暗环间距随半径增大而减小．(2)与圆孔衍射图样比较①均是明暗相间的图形条纹，中心均有亮斑．②圆孔衍射图样中心亮斑较大，而泊松亮斑较小．③圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大，圆板衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而减小．④圆孔衍射图样的背景是黑暗的，而小圆板衍射图样中的背景是明亮的．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．自然光和偏振光关于光现象的叙述，以下说法正确的是()A．太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色属于光的干涉B．雨后天空中出现的彩虹属于光的衍射C．通过捏紧的两只铅笔间的狭缝观看工作着的日光灯管，看到的彩色条纹，属于光的色散D．阳光照射下，树影中呈现的一个个小圆形光斑，属于光的衍射现象【导析】正确理解干涉、衍射、色散及小孔成像等光现象的不同成因，是正确做出判断的关键，否则易被这些“彩色”现象所迷惑．【解析】太阳光照射下肥皂膜呈现彩色，属于薄膜干涉，A正确；雨后天空中出现的彩虹，是天空中小水滴对阳光色散形成的；通过笔间狭缝观看日光灯管出现彩色，属于单缝衍射；而阳光下树影中呈出的小圆斑，则属于树叶间形成的小孔成像，故B、C、D均错误．故选A.【答案】 AA．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．光的衍射现象是光波相互叠加的结果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【解析】光的干涉现象和衍射现象无疑地说明了光具有波动性，光的直线传播规律只是近似的，只有在光波长比障碍物小的多的情况下，光才可以看作是直进的，所以光的衍射现象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，故上述选项中正确的是A、B、D.【答案】ABD二、光的衍射图样分析在单缝衍射实验中，下列说法正确的是()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【导析】比较单色光波长的大小关系，利用光发生明显衍射现象的条件进行判断．【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B错误，A、C、D正确．【答案】ACD暗相间的干涉条纹．现在将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到()A．与原来相同的明暗相间的条纹，只是明条纹比原来暗些B．与原来不相同的明暗相间的条纹，而中央明条纹变宽些C．只有一条与缝宽对应的明条纹D．无条纹，只存在一片红光【解析】本题要考查学生对发生明显衍射的条件的理解，及单缝衍射图样特点的认识，能够比较双缝干涉图样和单缝衍射图样的异同点．本题中这束红光通过双缝时，产生了干涉现象，说明每一条缝宽都很窄，满足这束红光发生明显衍射的条件，这束红光通过双缝在光屏上形成的干涉图样的特点是：中央出现明条纹，两侧对称出现等间隔的明暗相间条纹．而这束红光通过单缝时形成的衍射图样特点是：中央出现较宽的明条纹，两侧对称出现不等间隔的明暗相间条纹，且距中央明条纹远的明条纹亮度迅速减小，所以衍射图样看上去明暗相间的条纹数量较少．本题正确选项是B项．【答案】 B三、偏振现象的应用两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以至没有光通过．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．透过的光强先增强，然后减少到非零的最小值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【导析】偏振片允许振动方向与其透振方向不垂直的光通过．【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，所以通过的光强先增强，然后又减小到零．故选A.【答案】 A衍射现象后，总结出以下几点，你认为正确的是()A．若狭缝与灯泡平行，衍射条纹与狭缝平行B．若狭缝与灯泡垂直，衍射条纹与铗缝垂直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【解析】若狭缝与线状灯泡平行，衍射条纹与狭缝平行且现象明显，衍射条纹的疏密程度与缝宽有关，狭缝越小，条纹越疏；条纹间距与波长有关，波长越长，间距越大．【答案】ACD2．关于光的衍射现象，下面说法正确的是()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，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射现象【解析】该题考查衍射图样和对衍射现象的理解．单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹，白光的衍射图样是彩色条纹．光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现光点，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模糊，正是光的衍射造成的．不能认为不存在衍射现象．【答案】AC3．下列现象中可以说明光是横波的是()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【解析】根据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D.【答案】 D4．如图4－6－2所示，让自然光照到P、Q两偏振片上，当P、Q两偏振片的透射光偏振方向间的夹角为以下哪个度数时，透射光的强度最弱()图4－6－2A．0°B．30°C．60°D．90°【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，透射光最弱，故正确答案为D.【答案】 D。
