光的偏振-PPT.ppt

第六节光的偏振第六节光的偏振1课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位知能优化训练知能优化训练 第第六六节节光光的的偏偏振振2课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.认识光的衍射现象和偏振现象，认识光的衍射现象和偏振现象，知道光波是一种横波知道光波是一种横波2知道光产生明显衍射的条件及衍射图样的知道光产生明显衍射的条件及衍射图样的特点特点3知道偏振光和自然光的区别，知道偏振现知道偏振光和自然光的区别，知道偏振现象的一些简单应用象的一些简单应用重点难点：重点难点：1.光发生明显衍射的条件光发生明显衍射的条件2衍射条纹的特点及影响中央条纹宽度的因衍射条纹的特点及影响中央条纹宽度的因素素3偏振光的特点偏振光的特点3课前自主学案课前自主学案一、光的衍射一、光的衍射1产产生生明明显显衍衍射射现现象象的的条条件件：障障碍碍物物或或孔孔的的尺尺寸比波长小或跟波长差不多寸比波长小或跟波长差不多2几种不同的衍射现象几种不同的衍射现象(1)单缝衍射单缝衍射现象现象用用平平行行单单色色光光照照射射狭狭缝缝，当当狭狭缝缝较较_时时，在在屏屏上产生一条宽度与狭缝相当的亮线上产生一条宽度与狭缝相当的亮线宽宽4当当狭狭缝缝调调至至足足够够_时时，屏屏上上出出现现的的亮亮线线尽尽管管亮度变暗，但宽度反而变宽了亮度变暗，但宽度反而变宽了当光在透过足够窄的狭缝时，会绕过缝的边缘当光在透过足够窄的狭缝时，会绕过缝的边缘传播到相当宽的地方传播到相当宽的地方衍射条纹的特点衍射条纹的特点中央条纹最中央条纹最_、最、最_，离中央条纹越远，离中央条纹越远，亮条纹的宽度越亮条纹的宽度越_，亮度越，亮度越_狭缝狭缝越窄，中央亮条纹越越窄，中央亮条纹越_窄窄宽宽亮亮窄窄小小宽宽5(2)圆孔衍射圆孔衍射现象现象用用点点光光源源照照射射直直径径足足够够小小的的圆圆孔孔时时，在在屏屏上上光光能能到到达达的的范范围围会会远远远远超超过过沿沿直直线线传传播播所所应应照照明明的区域的区域衍射图样的特点衍射图样的特点明暗相间的明暗相间的_条纹，中央为条纹，中央为_亮斑亮斑圆形圆形较大较大6(3)泊松亮斑泊松亮斑障碍物的衍射障碍物的衍射现象现象用用平平行行光光照照射射一一个个不不透透光光的的小小圆圆盘盘时时，在在圆圆盘盘阴影中心出现一个亮斑阴影中心出现一个亮斑衍射图样特点衍射图样特点圆形阴影中心有圆形阴影中心有_，与小孔衍射图样有明，与小孔衍射图样有明显区别显区别亮点亮点7二、衍射光栅二、衍射光栅1衍射光栅的结构：由许多衍射光栅的结构：由许多_的狭缝的狭缝_地排列起来形成的光学元件地排列起来形成的光学元件2衍衍射射图图样样的的特特点点：与与单单缝缝衍衍射射相相比比，衍衍射射条纹的宽度条纹的宽度_，亮度，亮度_3衍射光栅的种类：反射光栅、透射光栅衍射光栅的种类：反射光栅、透射光栅等宽等宽等距离等距离变窄变窄增加增加8大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点9三、光的偏振三、光的偏振1光的干涉和衍射现象说明光具有光的干涉和衍射现象说明光具有_，光的偏振现象说明光是，光的偏振现象说明光是_2偏振片：由特定的材料制成，每个偏振片都偏振片：由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿这个方向振动的光有一个特定的方向，只有沿这个方向振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫做波才能通过偏振片，这个方向叫做_，偏振片对光波的作用就像狭缝对于机械波的，偏振片对光波的作用就像狭缝对于机械波的作用一样作用一样波动性波动性横波横波透振方向透振方向103光的分类光的分类(1)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，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着包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动着的光，而且沿着各个方向振动的光波的的光，而且沿着各个方向振动的光波的_都相同都相同(2)偏振光偏振光自然光通过偏振片自然光通过偏振片(叫做起偏器叫做起偏器)之后，只有之后，只有振动方向与偏振片的透振方向振动方向与偏振片的透振方向_的光波才的光波才能顺利通过也就是说，光通过偏振片后，在能顺利通过也就是说，光通过偏振片后，在垂直于传播方向的平面上，只沿着垂直于传播方向的平面上，只沿着_的方向振动的方向振动强度强度一致一致某个特定某个特定11平时看到的绝大部分光，都是不同程度的平时看到的绝大部分光，都是不同程度的_，自然光在玻璃、水面等表面反射时，自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光和折射光都是反射光和折射光都是_，入射角变化时，入射角变化时_的程度也会变化的程度也会变化4偏振现象的应用偏振现象的应用(1)照相机镜头前照相机镜头前(2)数字式电子表、空调遥控器、数字式调谐收音数字式电子表、空调遥控器、数字式调谐收音机、计算器、数字多用表、带液晶显示的玩具机、计算器、数字多用表、带液晶显示的玩具等，它们的液晶显示器都用到了偏振现象等，它们的液晶显示器都用到了偏振现象偏振光偏振光偏振光偏振光偏振偏振12核心要点突破核心要点突破一、三种衍射图样的特点比较一、三种衍射图样的特点比较1单缝衍射图样单缝衍射图样(1)缝缝变变窄窄，通通过过的的光光变变少少，而而光光分分布布的的范范围围更更宽宽，所以亮纹的亮度降低所以亮纹的亮度降低(2)中中央央亮亮条条纹纹的的宽宽度度及及条条纹纹间间距距跟跟入入射射光光的的波波长长及及单单缝缝宽宽度度有有关关，入入射射光光波波长长越越大大，单单缝缝越越窄窄，中中央央亮条纹的宽度及条纹间距就越大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边是彩色条纹，中央亮条纹仍然最宽最亮132圆孔衍射图样圆孔衍射图样(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，宽度越小度越弱，宽度越小(2)只有圆孔足够小时，才能得到明显的衍射图只有圆孔足够小时，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样在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光，光屏依次得到几种不同现象屏依次得到几种不同现象圆形亮斑圆形亮斑(光的直光的直线传播线传播)、光源的像、光源的像(小孔成像小孔成像)、明暗相间的圆、明暗相间的圆环环(衍射图样衍射图样)、完全黑暗、完全黑暗14(3)用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的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，中央圆形亮斑的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大直径越大(4)白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白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，同时亮度圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱越弱153不透明小圆板的衍射图样不透明小圆板的衍射图样(1)泊松亮斑图样中的亮环或暗环间距随半径增泊松亮斑图样中的亮环或暗环间距随半径增大而减小，如图大而减小，如图1351所示所示(2)与圆孔衍射图样比较与圆孔衍射图样比较均是明暗相间的圆形条纹，中心均有亮斑均是明暗相间的圆形条纹，中心均有亮斑圆孔衍射图样中心亮斑较大，而泊松亮斑较圆孔衍射图样中心亮斑较大，而泊松亮斑较小小圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大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径增大而减小16图图135117二、单缝衍射与双缝干涉的比较二、单缝衍射与双缝干涉的比较18即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1如图如图1352所示，甲、乙为单色光通过所示，甲、乙为单色光通过窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样下列窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样下列判断正确的是判断正确的是()A甲为单缝衍射的图样甲为单缝衍射的图样B乙为双缝干涉的图样乙为双缝干涉的图样C甲为双缝干涉的图样甲为双缝干涉的图样 D乙为单缝衍射的图样乙为单缝衍射的图样答案：答案：AB图图135219三、偏振现象三、偏振现象1横波、纵波的判定方法横波、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看波能否通过两个互相垂直且共线的“狭缝狭缝”，能通过两个，能通过两个“狭缝狭缝”的为纵波，不的为纵波，不能通过的为横波能通过的为横波202自然光和偏振光自然光和偏振光21特特别别提提醒醒：(1)偏偏振振现现象象在在生生活活中中非非常常普普遍遍，并并不不是是只只有有自自然然光光通通过过偏偏振振片片后后才才变变为为偏偏振振光光，生生活活中中除除光光源源直直接接发发出出的的光光外外，我我们们看看到到的的绝绝大大部部分分光光都都是是偏偏振振光光，如如自自然然光光射射到到水水面面时时的的反反射射和和折折射射光光线线，尤尤其其是是二二者者互互相相垂垂直直时时，都都是典型的偏振光是典型的偏振光(2)只有横波能发生偏振现象，光是横波只有横波能发生偏振现象，光是横波22即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2对于光的偏振，下列说法正确的是对于光的偏振，下列说法正确的是()A自然光是偏振光自然光是偏振光B自然光通过偏振片后成为偏振光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偏振光不能再通过偏振片D如如果果偏偏振振片片的的透透振振方方向向与与偏偏振振光光的的振振动动方方向垂直，偏振光不能透过偏振片向垂直，偏振光不能透过偏振片答案：答案：BD23课堂互动讲练课堂互动讲练类类型一型一对衍射现象的认识对衍射现象的认识对对于于光光的的衍衍射射现现象象的的定定性性分分析析，下下列列说说法法正正确的是确的是()A只只有有障障碍碍物物或或孔孔的的尺尺寸寸可可以以跟跟光光波波波波长长相相比比拟拟甚甚至至比比波波长长还还要要小小的的时时候候，才才能能产产生生明明显显的的衍衍射射现象现象B光的衍射现象是光波相互叠加的结果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光的衍射现象说明了光具有波动性例例例例1 124【精讲精析精讲精析】光的干涉现象和衍射现象无疑地光的干涉现象和衍射现象无疑地说明了光具有波动性，而小孔成像说明光沿直线说明了光具有波动性，而小孔成像说明光沿直线传播，而要出现小孔成像，孔不能太小，光的直传播，而要出现小孔成像，孔不能太小，光的直线传播规律只是近似的，只有在光的波长比障碍线传播规律只是近似的，只有在光的波长比障碍物小的情况下，光才可以看做是直进的，所以光物小的情况下，光才可以看做是直进的，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同条件下出现的两种现象，故上述选项中正确的是是A、B、D.【答案答案】ABD25变变式式训训练练1关关于于光光的的干干涉涉和和衍衍射射现现象象，下下列列说法正确的是说法正确的是()A光光的的干干涉涉现现象象遵遵循循波波的的叠叠加加原原理理，衍衍射射现现象不遵循波的叠加原理象不遵循波的叠加原理B光光的的干干涉涉条条纹纹是是彩彩色色的的，衍衍射射条条纹纹是是黑黑白白相间的相间的C光光的的干干涉涉现现象象说说明明光光具具有有波波动动性性，光光的的衍衍射现象不能说明这一点射现象不能说明这一点D光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果26解析：选解析：选D.从成因分析，光的干涉现象、衍射从成因分析，光的干涉现象、衍射现象都是光波叠加的结果，两者都表明光是一现象都是光波叠加的结果，两者都表明光是一种波故种波故A、C错，错，D正确从条纹特点看，正确从条纹特点看，虽然条纹宽度、间距方面两者有所区别，但单虽然条纹宽度、间距方面两者有所区别，但单色光的干涉条纹、衍射条纹都是明暗相间的，色光的干涉条纹、衍射条纹都是明暗相间的，白光的干涉条纹、衍射条纹都是彩色的，故白光的干涉条纹、衍射条纹都是彩色的，故B错错27例例例例2 2在单缝衍射实验中，下列说法中正确的是在单缝衍射实验中，下列说法中正确的是()A将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄窄B单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄单缝宽度变小，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，衍射条纹间距变宽增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽类类型二型二影响衍射图样的因素影响衍射图样的因素28【精精讲讲精精析析】当当单单缝缝宽宽度度一一定定时时，波波长长越越长长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远远，条条纹纹间间距距也也越越大大；当当光光的的波波长长一一定定时时，单单缝缝宽宽度度越越小小，衍衍射射现现象象越越明明显显，条条纹纹间间距距越越大大；光光的的波波长长一一定定、单单缝缝宽宽度度也也一一定定时时，增增大大单单缝缝到到屏屏的的距距离离，衍衍射射条条纹纹间间距距也也会会变变宽宽，故故选选项项A、C、D正确正确【答案答案】ACD【方法总结方法总结】透彻理解发生明显衍射的条件，透彻理解发生明显衍射的条件，再结合光波的特点再结合光波的特点(波长短、频率高波长短、频率高)，本题就不难，本题就不难正确解答正确解答29变变式式训训练练2让让太太阳阳光光垂垂直直照照射射一一块块遮遮光光板板，板板上上有有一一个个可可以以自自由由收收缩缩的的三三角角形形孔孔，当当此此三三角角形形孔孔缓缓慢慢缩缩小小直直至至完完全全闭闭合合时时，在在孔孔后后的的屏屏上将先后出现上将先后出现()A由大变小的三角形光斑，直至光斑消失由大变小的三角形光斑，直至光斑消失B由由大大变变小小的的三三角角形形光光斑斑、明明暗暗相相间间的的彩彩色色条纹，直至条纹消失条纹，直至条纹消失C由由大大变变小小的的三三角角形形光光斑斑，明明暗暗相相间间的的条条纹纹，直至黑白色条纹消失直至黑白色条纹消失D由大变小的三角形光斑，小圆形的光斑，由大变小的三角形光斑，小圆形的光斑，明暗相间彩色条纹，直至条纹消失明暗相间彩色条纹，直至条纹消失30解析：选解析：选D.当孔足够大时，由于光的直线传当孔足够大时，由于光的直线传播，所以屏首先出现的是三角形光斑，之后播，所以屏首先出现的是三角形光斑，之后随着小孔的继续缩小，出现小孔成像，成的随着小孔的继续缩小，出现小孔成像，成的是太阳的像，故为小圆形光斑，随着小孔的是太阳的像，故为小圆形光斑，随着小孔的进一步缩小，当尺寸与光波波长相当时，出进一步缩小，当尺寸与光波波长相当时，出现了明暗相间的衍射条纹，最后随小孔的闭现了明暗相间的衍射条纹，最后随小孔的闭合而全部消失，所以只有合而全部消失，所以只有D是正确的是正确的31 关于自然光和偏振光，下列说法正确关于自然光和偏振光，下列说法正确的是的是()A自然光能产生光的干涉现象和衍射现象，自然光能产生光的干涉现象和衍射现象，而偏振光却不能而偏振光却不能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自然光只能是白光，而偏振光不能是白光自然光只能是白光，而偏振光不能是白光D自然光和偏振光都能使感光底片感光自然光和偏振光都能使感光底片感光【思路点拨思路点拨】光的振动沿各个方向均匀分布光的振动沿各个方向均匀分布的光是自然光，只沿特定方向振动的光就是偏的光是自然光，只沿特定方向振动的光就是偏振光振光类类型三型三对光的偏振现象的认识对光的偏振现象的认识例例例例3 332【自自主主解解答答】自自然然光光和和偏偏振振光光都都产产生生干干涉涉和和衍衍射射，都都能能使使感感光光底底片片感感光光，A错错D对对；光光的的偏偏振振现现象象并并不不罕罕见见，除除了了从从光光源源直直接接发发出出的的光光以以外外，我我们们通通常常看看到到的的光光绝绝大大部部分分都都是是偏偏振振光光，B错错，光光的的颜颜色色由由光光的的频频率率决决定定，与与光光的的偏偏振振方向无关，方向无关，C错错【答案答案】D【方方法法总总结结】(1)偏偏振振光光和和自自然然光光只只在在振振动动方方向上有区别，在其他方面无法区别向上有区别，在其他方面无法区别(2)偏振片不改变光的颜色，即不能改变光的频偏振片不改变光的颜色，即不能改变光的频率率33变变式式训训练练3在在垂垂直直于于太太阳阳光光的的传传播播方方向向前前后后放放置置两两个个偏偏振振片片P和和Q，在在Q的的后后边边放放上上光光屏屏，如如图图1353所示，则下列说法正确的是所示，则下列说法正确的是()AQ不动，旋转偏振片不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变，屏上光的亮度不变BQ不不动动，旋旋转转偏偏振振片片P，屏屏上上光光的的亮亮度度时时强强时时弱弱CP不动，旋转偏振片不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度不变，屏上光的亮度不变DP不动，旋转偏振片不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度时强时，屏上光的亮度时强时弱弱34图图135335解析：选解析：选BD.P是起偏器，它的作用是把太阳光是起偏器，它的作用是把太阳光(自然光自然光)转变为偏振光，该偏振光的振动方向与转变为偏振光，该偏振光的振动方向与P的透振方向一致，所以当的透振方向一致，所以当Q与与P的透振方向平行的透振方向平行时，通过时，通过Q的光强最大；当的光强最大；当Q与与P的透振方向垂直的透振方向垂直时通过时通过Q的光强最小、即无论旋转的光强最小、即无论旋转P或或Q，屏上的，屏上的光强都是时强时弱光强都是时强时弱36知能优化训练知能优化训练37