2017 2018高中物理42 43光的衍射光的偏振与立体电影课件沪科版选修3 4

第4章光的波动性4.2-4.3光的衍射光的偏振与立体电影学习目标定位1.认识光的衍射现象，知道产生明显衍射现象的条件及衍射条纹的特点.2.了解衍射光栅及它产生衍射时的图样特点.3.认识光的偏振现象，知道光是横波.4.知道偏振光和自然光的区别，了解偏振现象在生产与生活中的一些应用，如立体电影、液晶显示屏等.知识储备区知识链接1.绕过障碍物继续传播比波长小跟波长相差不多2.垂直知识储备区新知呈现3.绕过4.波阵面干涉衍射相同某一特定5.(1)狭缝(2)明暗相间增大更为清晰6.直接从光源所有8.偏振高低X7.垂直相同相同立体感学习探究区一、光的衍射二、单缝衍射与双缝干涉的比较三、光的偏振一、光的衍射问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 设计1.将双缝干涉仪上的双缝撤去，留下单缝，我们用测微目镜观察屏上的图样时，仍能看到明暗相间的条纹，这种条纹与双缝干涉图像相同吗？它有什么明显特点？答案不相同，它明显的特点是中央亮条纹最宽最亮，两侧条纹对称且逐渐变窄变暗.2.根据单缝由宽变窄的规律更换单缝屏，我们会观察到屏上的条纹有什么变化？答案单缝越窄，得到的条纹宽度、条纹间距都越大.要点提炼1.产生明显衍射现象的条件在障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还要小的时候，就会出现明显的衍射现象.2.三种衍射现象(1)单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相亮间的条纹，中央为中央为白条纹.条纹，中央条纹最宽最亮，其余条纹变窄变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，(2)圆孔衍射：光通过小孔(孔很小)时在屏幕上会出现明暗相间的圆环.(3)泊松亮斑：圆形障碍物的衍射现象.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.若在单色光传播路径中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑.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，当光的波长比障碍物或小孔小的多时，光可以看成沿直线传播；当小孔或障碍物尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还要小时，衍射现象就十分明显.延伸思考衍射现象明显就是衍射条纹更亮吗？答案衍射现象明显是指光绕到阴影区域的范围更大，随着缝、孔的减小，衍射条纹的宽度增大，但条纹亮度减弱.例1观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大)到0.8mm，看到的现象是(A.衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显B.衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显C.衍射条纹的间距不变，只是亮度增强D.以上现象都不会发生解析由单缝衍射实验的调整与观察可知，狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，条纹间距也越大，本题是将缝调宽，现象向相反的方向发展，故选项A正确，B、C、D错误.答案A二、单缝衍射与双缝干涉的比较问题设计单缝衍射和双缝干涉得到的都是明暗相间的条纹，如何区别它们？答案它们的主要区别是：单缝衍射的条纹宽度不等，中央最宽，条纹间距不等；双缝干涉的条纹宽度相等，条纹间距相等.要点提炼单缝衍射与双缝干涉的比较两种现象比较项目不产生条件条纹宽度单缝衍射双缝干涉只要狭缝足够小，任频率相同的两列光波何光都能发生条纹宽度不等，中央条纹最宽相遇叠加条纹宽度相等同点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，两条纹清晰，亮度基本边变暗相等成因相同点变化意义都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果条纹的缝越窄，条纹宽度、条纹间距越大；波长越长，条纹宽度、条纹间距越大都是波特有的现象，表明光是一种波例2如图2所示的4幅明暗相间的条纹，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).则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是()图2A.红黄蓝紫B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄D.蓝黄红紫解析双缝干涉条纹平行等距，且波长越大，条纹间距越大，而红光波长大于蓝光波长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；又由于黄光波长比紫光波长大，故第四幅图为黄光的衍射图样，第二幅为紫光的衍射图样.答案B返回三、光的偏振问题设计取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，软绳上形成一列横波，质点在竖直平面内沿着上下方向振动.如果手持绳的一端左右抖动，会在绳上形成另一列横波，质点在水平平面内沿着左右方向振动.现在让软绳穿过一块带有狭缝的木板，分别将狭缝与振动方向平行放置及与振动方向垂直放置，观察发生的现象(如图3甲、乙所示).如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波，观察发生的现象(如图3丙所示).图3这两种现象说明什么？答案当机械波是横波时，若质点的振动方向与狭缝平行时，则机械波能透过狭缝传播，反之则不能透过狭缝传播.对纵波而言，不管什么情况，纵波总能透过狭缝传播.要点提炼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.若相互垂直，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)看波能否通过两个相互垂直且共线的“狭缝”，能通过两个“狭缝”的为纵波，不能通过的为横波.(填“能”或“不能”)2.感知光的偏振现象通过偏振片P的偏振光在通过偏振片Q时，如果两个偏振片的透振方向平行，则通过P的偏振光的振动方向跟偏振片Q的透振方向一致，透射光的强度最强.如果两个偏振片的透振方向垂直，则通过P的偏振光的振动方向跟偏振片Q的透振方向垂直，偏振光不能通过Q，透射光的强度为零.如图4所示.图43.光的偏振现象表明，光是一种横波.例3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 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 值相比较，就能确定被测样品的含糖量了.如图5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，则下列说法中正确的是()图5A.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解析因为A、B的偏振方向一致，故A、B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.当在A、B间放糖溶液，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，不能再通过B，A对，B错.但当B转过一个角度，恰好使偏振片方向与经过糖溶液后的偏振光振动方向一致时，O处光强为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度.所以C对.同理D也对.答案ACD针对训练如图6所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上，透射光的强度最大，则下列说法中正确的是()图6A.此时A、B的透振方向平行B.只有将B绕OO′轴顺时针旋转90°，屏上透射光的强度才会最弱，几乎为零C.不论将A或B绕OO′轴旋转90°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零D.将A沿顺时针旋转180°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零解析当A、B两偏振片的透振方向平行时，光屏上的光强度最大；当二者透振方向垂直时，光屏上的光强度最小，几乎为零，由此可知A、C选项正确.答案AC返回课堂要点小结发生明显衍射现象的条件单缝衍射三种不同的衍射现象圆孔衍射图样特点1.光的衍射泊松亮斑单缝衍射和双缝干涉的比较衍射光栅结构图样特点课堂要点小结纵波、横波的判定方法2.光的偏振与立体电影光的偏振偏振片的原理自然光和偏振光偏振现象的应用立体电影液晶显示屏返回自我检测区123412341.在用单色平行光照射单缝观察衍射现象的实验中，下列说法正确的是(AC)A.缝越窄，衍射现象越明显B.缝越宽，衍射现象越明显C.入射光的波长越长，衍射现象越明显D.入射光的频率越高，衍射现象越明显12.关于光的衍射现象，下面说法正确的是(23)4A.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1解析234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.光照到不透明小圆盘上，在其阴影中心处出现亮点，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模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象.答案AC12343.将两个偏振片紧靠在一起，放在一盏灯的前面，眼睛通过偏振片看到的光很弱.如果将其中一个偏振片旋转180°，在旋转过程中会观察到(A.灯光逐渐增强，然后逐渐减弱)B.灯光强度保持不变C.灯光逐渐增强，没有减弱现象D.灯光逐渐增强，再减弱，然后增强到最亮1解析234眼睛通过两偏振片看到的光很弱，是因为两偏振片的透振方向垂直，在旋转其中一个偏振片的过程中，透振方向逐渐一致，光逐渐增强，当两个偏振片的透振方向一致时，光线最强，继续旋转偏振片，透振方向又逐渐偏离，光线逐渐减弱.所以选项A正确.答案A1一个偏振片，其目的是(A)A.减弱反射光，从而使景物的像清晰B.增强反射光，从而使景物的像清晰C.增强透射光，从而使景物的像清晰D.减弱透射光，从而使景物的像清晰2344.在拍摄日落时分水面下的景物时，在照相机镜头前装解析让偏振片的透振方向与反射光的偏振方向垂直，减弱反射光进入镜头，使水下景物的像清晰.