3-4.5.3光的衍射与偏振 激光导学案(3、4节整合)

高二物理 选修3-4 导学案 NO； 编制人：刘丰举 班级 姓名 学习小组_ __ 评价 时间：2013/1/16
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第五章 光的波动性 第三、四节 光的衍射与偏振 激光导学案
【学习目标】
1、观察光的衍射现象，认识衍射条纹的特点，知道产生明显衍射现象的条件.
2、观察光的偏振现象，知道光是横波，知道自然光和偏振光的区别，知道偏振现象的一些应用.
3、了解激光的特性和应用，用激光观察全息照片.

4、激情投入，学生通过探究，小组合作学习

【学习目标解读】
通过实验了解光的单缝衍射，并比较与双缝干涉的条纹的不同，强调发生明显衍射而不只是发生衍射的条件；
通过实验展示光的偏振现象，应用实例加深对偏振的理解。
【教学重点】 1.加深理解明显衍射的条件，比较干涉条纹和衍射条纹的区别.
【教学难点】 2.激光的特性及应用，对偏振光、偏振片的理解及应用.

【课前预习案】

【使用说明】
1、同学们要先通读教材，然后依据课前预习案再研究教材；通过梳理了解光的衍射现象，知道发生明显的
光的衍射现象的条件，知道光是横波，了解偏振光以及激光在生产生活中的一些应用 。
2、勾划课本并写上提示语．标注序号；完成学案，熟记基础知识，用红笔标注疑问。
（一）教材助读
一、光的衍射
1、 什么是光的衍射现象？

2、观察到明显的衍射现象的条件是什么？
3、三种衍射图样的特点
（1）单缝衍射图样：

（2）圆孔衍射图样：
（3）不透明的小圆孔衍射图样（泊松亮斑）
二、光的偏振
1、什么叫偏振现象？纵波和横波哪种波才有偏振现象？

2、 什么叫自然光和偏振光？
3、 偏振光的另一种产生方式是什么？
4、偏振现象有哪些应用？举例说明
三、激光
1、激光是如何产生的？

2、激光具有哪些特点？
3、激光有哪些应用？

（二）预习自测
1、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
2、下列说法正确的是( )
A．激光可用于测距
B．激光能量十分集中，只可用于加工金属材料
C．外科研制的“激光刀”可以有效地减少细菌的感染
D．激光可用于全息照相，有独特的特点
3、让太阳光垂直照射到一块遮光板上，板上有一个自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢地变小直到闭合时，
在孔后的屏上先后出现（ )
A.由大到小的三角形光斑，直至光斑消失
B.由大到小的三角形亮斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失
C.由大到小的三角形光斑，明暗相间的黑白条纹，直至黑白条纹消失
D.由大到小的三角形光斑，小圆形光纹，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失

4、 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
5、在拍摄日落时分水面下的景物时，应在照相机镜头前安装一个偏振片，其目的是：( )
A、减少阳光在水面上的反射光
B、阻止阳光在水面上的反射光进入镜头
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
【问题反馈】：请将你在预习本节中遇到的问题写在下面。

【课内探究案】
探究问题1：光的干涉与衍射有什么异同点？
【针对训练1】(2012·塘沽高二检测)如图所示的四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

★
探究问题2：拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼时，应该怎样拍摄？为什么？

★★探究问题3：红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为一个光脉冲，若这种激光器
光脉冲的持续时间为1.0×10－11 s，波长为694.3 nm，发射功率为1.0×1010 W。 (1)每列光脉冲的长度是多少？ (2)用红宝石激光照射皮肤色斑，每1 cm2吸收能量达到60 J以后，色斑便逐渐消失，一颗色斑的面积为50 mm2，则它需要吸收多少个红宝石激光脉冲才能逐渐消失？ 【巩固训练】 1、如图13-5-3所示，A、B两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象，其中图A是光的_________________（填“干涉”或“衍射”）图象.由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径_________________（填“大于”或“小于”）图B所对应的圆孔的孔径. 2、汽车在行驶时常会滴下一些油滴，滴下的油滴在带水的路面上会形成一薄层油膜，并呈现出彩色，这是由于（ ) A.光的色散 B.空气的折射 C.光的干涉 D.光的衍射 3、图13-5-3甲、乙所示是单色光通过窄缝后形成明暗相间的两种条纹图样，下列判断正确的是（图中阴影部分表示亮条纹）（ ) A.甲为单缝衍射的图样 B.乙为双缝干涉的图样 C.甲为双缝干涉的图 D.乙为单缝衍射的图样 图13-5-3 4、在一次观察光的衍射实验中，观察到如图13-5-5所示的清晰的明暗相间图样，那么障碍物应是（黑线为暗纹）（ ) A.很小的不透明的圆板 B.很大的中间有大圆孔的不透明的圆板 C.很大的不透明圆板 D.很大的中间有小圆孔的不透明圆板 5、图13-5-6所示为单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，可观察到的图象是（ ) 图13-5-6 ★6、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，而且中央明条纹变宽些 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 7、用准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光，可用于进行近视眼的治疗。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，以下说法中正确的是( )
A．近视眼是物体在眼球中成像的视网膜的前面，使人不能看清物体
B．激光具有很好的方向性，可以在非常小的面积上对眼睛进行手术
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

★★8、如图所示，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（ )
A.0° B.30°
C.60° D.90°
9、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，（ )
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
【我的收获】