第4章 6. 光的衍射与偏振&7. 激 光-【志鸿优化训练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册笔记(教科版)

☑笔记&必记 6.光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行靠近。 【典例】利用双缝干涉测定单色光波长，某同学在做该实验时，第一次分划板中心 刻度对齐A条纹中心时（图甲），游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度对 齐B条纹中心时（图乙），游标卡尺的示数如图丁所示。已知双缝间距为0.5mm,从双缝 到屏的距离为1m,则图丙中游标卡尺的示数为 mm。图丁游标卡尺的示数为 mm。在实验中，所测单色光的波长为 m。在本实验中如果在双缝上 各有一个红色和绿色滤光片，那么在光屏上将 (选填“能”或“不能”)看到明暗相 间的条纹。 cm cm 10 甲 7 公 【解析】根据游标卡尺的原理，可读出图丙的示数为11.4mm,图丁的示数是16.8mm, △y=16.81.4mm=1.35mm,又根据4y=,则X==6.75×107m, 4 当在双缝上各有一个红色和绿色滤光片时，不满足干涉条件，故不能看到明暗相间 的条纹。 【答案】11.416.86.75×10-7不能 6光的衍射与偏振 1.光的衍射：光通过很小的狭缝（或圆孔）时，明显地偏离了直线传播的方向，在屏上应该 出现阴影的区域出现明条纹或亮斑，应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或暗斑的现象。 2.衍射图样：衍射时产生的明暗条纹或光环。 3.单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹，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，中央为白条纹。 4.圆孔衍射：光通过小孔时（孔很小）在屏幕上会出现明暗相间的圆环。 5.泊松亮斑：障碍物的衍射现象。 在单色光传播途中，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。 6.衍射光栅 (1)结构：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器。 (2)衍射图样特点：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加。 36 ·物理 第四章光及其应用 7.单缝衍射与双缝干涉的比较 项目 单缝衍射 双缝干涉 不 产生条件 只要狭缝足够小，任何光都能发生 频率相同的两列光波相遇叠加 条纹宽度 条纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等 同 条纹间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹间距相等 点 亮度 中央条纹最亮，两边最暗 条纹清晰。亮度基本相等 相 成因 都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或诚弱的结果 同 点 意义 都是波特有的现象，表明光是一种波 8.自然光和偏振光的比较 项目 自然光 偏振光 自然光通过偏振片后就变成了偏振光，反 成因 从光源（如太阳、点灯等）直接发出的光 射光、折射光均为偏振光 在垂直于传播方向的平面内，沿着各个 在垂直于传播方向的平面内，并且只有一 振动方向 方向振动 个振动方向 经偏振 0出 片后现 象比较 如上图所示，偏振光经偏振片后，若偏振 如上图所示，通过偏振片后，自然光就 方向与透振方向平行，屏亮：若垂直，则屏 变成了偏振光，转动偏振片，偏振光的 暗：若介于两者之间，则屏上亮度介于两 亮度不变，但偏振方向随之变化 者之间并随偏振方向与透振方向夹角的 增大而变暗 【典例】（多选）对于单缝衍射现象，下列说法正确的是() A.缝的宽度d越小，衍射条纹越暗 B.缝的宽度d越小，衍射现象越明显 C.缝的宽度d越小，光的传播路线越接近直线 D.入射光的波长越短，衍射现象越明显 E.入射光的波长越长，衍射现象越明显 【解析】单缝宽度越小，衍射条纹的亮度越小，A正确；入射光的波长越长，单缝宽度 越小，衍射现象越明显，选项B、E正确，C、D错误。 【答案】ABE 【技巧点拔】对衍射现象的理解 (1)衍射现象是否明显方面：入射光波长越大，障碍物、小孔和狭缝的尺寸越小，衍射 物理· 37 ☑笔记&必记 现象越明显。 (2)衍射条纹的亮度方面：小孔和狭缝的尺寸越小，衍射条纹的亮度越小。 7激光 1.激光的特性 (1)强度大。激光的强度可达107W/cm2,针头大的半导体 激光器的功率可达200mW。 (2)方向性好。光束方向性的好坏，是由光束发散角的大小 来量度的，激光光束的发散角在10一3rad数量级。 (3)单色性好。 (4)相干性好。一束激光所有的光子的频率是相同的，振动情况也完全相同，所以激 光是最好的相干光。 (5)覆盖波段款而且可调谐 2.激光的应用 (1)激光加工：对材料进行打孔、焊接、切割、划片、热处理、雕刻等。 (2)激光全息照相 ①与普通照相技术的比较 普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的相位信息。 ②原理：全息照片的拍摄利用了光的干涉原理。 (3)激光检测 (4)激光通信 (5)激光医学 (6)激光照排 (7)激光的其他一些新技术、新应用 ①人类第一次实际探测到引力波 ②中国首次发现激光驱动流体新技术 【典例】下列应