第四章 第6节 第7节 激光-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步核心辅导与测评（教科版）

第6节　光的衍射与偏振 第7节　激光 1．观察光的衍射现象，认识衍射条纹的特点；知道产生明显衍射的条件。 2．观察光的偏振现象，知道光是横波。 3．知道自然光和偏振光的区别，知道偏振现象的应用。 4．知道激光的特点和应用。 1．物理观念：观察光的衍射现象，认识衍射条纹的特点；观察光的偏振现象，知道光是横波。 2．科学思维：知道产生明显衍射的条件。 3．科学态度与责任：知道偏振现象和激光的应用。 　光的衍射 1．定义：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，在屏上应该属于阴影的区域出现明条纹，应该属于亮区的地方也会出现暗的区域。这种现象叫作光的衍射。各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。 2．衍射图样：衍射时产生的明暗相间的图样。 3．单缝衍射：单色光的单缝衍射图样的特点是中央有一条较宽较亮的条纹，两边是对称且明暗相间的条纹，亮条纹的强度向两边很快减弱，白光通过单缝产生的衍射图样中央是一条白色条纹，两边是很快减弱的彩色条纹。 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．衍射现象的意义：证明了光具有波动性。 　光的偏振 1．光的偏振：只有沿偏振片的“透振方向”振动的光波才能通过偏振片。 2．意义：偏振现象说明光是横波。 3．偏振光的形成 (1)自然光通过偏振片后得到线偏振光。 (2)自然光(太阳光、灯光等)被墙壁、水面、云层等反射后，变为部分偏振光。 　激光 1．激光的特性：强度大、方向性好、单色性好、相干性好、覆盖波段宽而且可调谐。 2．激光的应用：激光加工、激光全息照相、激光检测、激光通信、激光医学、激光照排、其他新技术如：人类第一次实际探测到引力波和中国首次发现激光驱动流体新技术。 [课前小练] 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)白光通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光，是光的衍射现象。(×) (2)菜汤上的油花呈现彩色，是光的折射现象。(×) (3)用两支圆柱形铅笔并在一起，形成一个狭缝，使狭缝平行于日光灯，会看到彩色的衍射条纹。(√) (4)凡是波都有偏振现象。(×) (5)反射可以引起自然光的偏振。(√) (6)激光照射眼睛，有可能引起永久失明，是因为激光的相干性好。(×) 2．(多选)在单缝衍射实验中，下列说法正确的是(　　) A．将入射光由黄光换成绿光，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 解析：ACD　当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远，条纹间距也越大，A、C正确；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越大，B错误；光的波长一定、单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变宽，D正确。 3．(多选)对于光的偏振，下列说法正确的是(　　) A．自然光通过偏振片后成为偏振光 B．偏振光不能再通过偏振片 C．如果偏振片的透振方向与偏振光的振动方向垂直，偏振光不能透过偏振片 D．偏振现象表明光是横波 解析：ACD　自然光透过偏振片后的光振动方向只沿着偏振片的透振方向，故自然光透过偏振片后变为偏振光。A选项正确；只要偏振光的振动方向与偏振片的透振方向不垂直就能通过偏振片，当两者方向平行时，透射光强度最大，B选项错误；当两者方向垂直时，偏振光将不能通过偏振片，故C选项正确；偏振现象表明光是横波，D选项正确。 　光的衍射 [思考探究] 在不透明的屏上装一个宽度可以调节的单缝。在单缝后适当距离处放一个屏，用激光照射单缝，观察当单缝由较宽逐渐变窄的过程中，屏上所呈现的现象。 提示：1.当单缝较宽时，光沿着直线方向通过单缝，在光屏上可以看到一条跟单缝宽度相当的亮线(或亮斑)。 2．把单缝调窄些，可以看到屏上亮线也随之变细。 3．当单缝调到很窄时，光通过单缝后扩展到了相当宽的地方，并且出现了明暗相间的条纹。 4．再调小单缝。条纹也随之变得清晰、细小。 [思维深化] 1．产生明显衍射现象的条件 障碍物的尺寸可以跟光的波长相近或比光的波长还要小时能产生明显的衍射。对同样的障碍物，波长越长的光，衍射现象越明显；对某种波长的光，障碍物越小，衍射现象越明显。由于波长越长，衍射性越好，所以观察到声波的衍射现象比观察到光波的衍射现象容易得多。 2．三种不同的衍射现象及特点 (1)单缝衍射 ①中央条纹亮而宽； ②两侧亮条纹具有对称性，亮条纹宽度逐渐变窄，亮度逐渐减弱； ③波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，条纹间距大，单缝不变时，光波波长大的中央条纹宽，条纹间距大； ④白光的单缝衍射条纹中央为白色亮条纹，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近白色亮条纹的内侧为紫色。 (2)圆孔衍射 ①单色光的圆孔衍射图样中央亮圆的