5.3 光的衍射和偏振+5.4 激光 课件 -2021-2022学年高二下学期物理教科版选修3-4

光的干涉现象 干涉 衍射 波的特征 光的衍射现象 光具有波动性 存在 观察 ！ ？ 第 三 节 光的衍射和偏振 一、光的衍射 1、定义：光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象 2、产生显著衍射的条件 孔或障碍物的尺寸与光的波长比差不多，甚至比光的波长还小 注意：光的衍射不需要条件，只是有的明显有的不明显 任何障碍物都可以使光发生衍射，衍射现象是波所特有的现象 3 按照直线传播的要求应该属于阴影的区域优惠出现亮条纹或亮斑，应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或暗斑。 离开直线传播路径 狭缝宽 ①单缝衍射 装置 调节狭缝宽窄 激光束 光屏 狭缝窄 3、种类 中央亮纹宽而亮 不等距 图样有何特征？ 明暗相间 4 单缝越窄，衍射越明显 波长越长，衍射越明显 思考1：中央亮纹的宽度与哪些因素有关？ 思考2：如果用白光照射，衍射条纹如何？ 5 我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有红色的电灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意以外，还有一个重要的原因是红色光比其他色光更容易发生衍射 单缝衍射与双缝干涉条纹的区别 干涉：各明纹或暗纹宽度和亮度基本相同，条纹间距相等（d<<L时） 衍射：中央条纹最宽最亮,两侧条纹宽度和亮度逐渐减小，条纹不等间距。 思考：将单缝换成圆孔，衍射图样会怎么变化？ A B S 孔较大时——屏上出现清晰的光斑（小孔成像） 孔较小时——屏上出现衍射图样 衍射图样特点：圆孔中央有亮斑 周围出现明暗相间的圆环，环的亮度、间距不等 ②圆孔衍射 衍射条纹特点： 中间有小亮斑，边缘形成明暗相间不等距的圆环 激光束 菲涅耳 泊松 ③圆屏衍射（泊松亮斑） 光的衍射与光的干涉的区别联系 两列相干光源在叠加的区域内,有的加强,有的减弱. 一列光波离开直线路径绕到障碍物阴影里去 双缝干涉条纹等宽、条纹间距相等 单缝衍射中央亮纹最宽、最亮，两侧条纹的宽度逐渐减小，亮度逐渐减弱 干涉中有衍射, 衍射中有干涉. 光的干涉 光的衍射 成因 图样 联系 光强 分布 若不考虑距离的远近造成传播上的损失，每条亮纹光强分布相同 光强分布主要集中在中央亮纹处 二、光的衍射与光的直线传播 在没有障碍物的同一均匀介质中，光沿直线传播 光遇到障碍物时发生衍射，当障碍物尺寸比光波长大得多时，衍射现象不显著，也可认为光是直线传播 当障碍物尺寸可以跟光的波长相比（<100λ)，甚至比光的波长还小时，衍射现象显著，光不沿直线传播 11 衍射并没有否定光沿直线传播的结论 1、下列属于光的衍射现象的是： A：雨后天空出现的绚丽的彩虹 B：阳光下肥皂膜上的彩色条纹 C：水中的气泡看起来特别的明亮 D：眼睛透过纱巾看到的灯光的彩色条纹 E：眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹 DE 12 DE 2、让太阳光垂直照射一块遮光板,板上有一个可以自由收缩的三角形孔,当此三角形孔缓慢缩小直至完全闭合时,在孔后的屏上将先后出现（ ） A.由大变小的三角形光斑,直至光斑消失 B.由大变小的三角形光斑,明暗相间的彩色条纹,直至条纹消失 C.由大变小的三角形光斑,明暗相间的条纹,直至黑白色条纹消失 D.由大变小的三角形光斑,小圆形光斑,明暗相间的彩色条纹,直至条纹消失 D 13 D B 4．对于衍射现象的分析正确的是 A．光的衍射是光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象 B．光的衍射完全否定了光的直线传播的结论 　　 C．光的衍射为光的波动说提供了有力的证据　　 D．光的衍射条纹图样是光波相叠加的结果　　 ACD 5．用黄色光照射不透明的圆板时在圆板的背影中恰能观察到黄色光斑，若用红色光、绿色光和紫色光照射圆板能观察到光斑的是： A．红色光　　　　　B．绿色光 C．紫色光　　　　　D．三种色光都能 A 横波会发生偏振现象 纵波不会发生偏振现象 偏振是横波特有的现象 受上面实验的启发，我们能否利用类似的实验来判断光波是横波还是纵波？ 偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片．偏振片对光波的作用就像上图中的狭缝对于机械波的作用一样． 三、光的偏振 P 明 P 明 P Q 暗 P---起偏器 Q---检偏器 三、光的偏振 1. 自然光与偏振光 包含有垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，且沿各方向振动的光波的光强都相同，这样的光称为自然光. 在垂直于传播方向的平面上,只有沿着某一特定方向振动的光，称为偏振光. 理解注意: 1). 横波只沿着某一特定方向振动，称为波的偏振;只有横波才有偏振现象. 2. 偏振现象 产生偏振光的现象, 叫做偏振现象. 2). 光的偏振现象证明了光波是一种横波. 3). 自然光射到两介质界面时，入射光