第四章 第五节 光的衍射 第六节 光的偏振 激光-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019）

第五节　光的衍射　 第六节 光的偏振　 激光 课标要求 核心素养 1．观察光的衍射和偏振现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用。 2．通过实验，了解激光的特性。 3．能举例说明激光在生产生活中的应用 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 　高效导学第一步　预习新知，落实必备知识 一、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．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。 二、光的偏振 项目 说明 偏振现象 只有沿偏振片的“透振方向”振动的光波才能通过偏振片 结论 偏振现象表明光是一种横波 偏振光的形成 (1)自然光通过偏振片后得到偏振光 (2)自然光在介质表面反射时，反射光和折射光都是偏振光 偏振现象的应用 (1)把偏振片装在照相机镜头前 (2)电子表的液晶显示 三、激光的特点及其应用 特点 性质 应用 相干性 只有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光才是相干光。激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性 光纤通信 平行度 激光的平行度非常好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度 精确的测距；读取光盘上记录的信息等 高亮度 它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量 用激光束切割、焊接；医学上可以用激光做“光刀”；激发核反应等 【概念辨析·试身手】 (1)使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄。(×) (2)增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽。(√) (3)换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽。(√) (4)凡是波都有偏振现象。(×) (5)反射可以引起自然光的偏振。(√) 　高效导学第二步　课堂探究，培优关键能力 要点一 | 光的衍射 【要点培优】 1．产生明显衍射的条件 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就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现象：如图所示，点光源S发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较宽，则光沿直线传播，传播到光屏上的AB区域；若缝足够窄，则光不再沿直线传播而是传到几何阴影区，在AA′、BB′区出现亮暗相间的条纹，即发生了衍射现象。 ②单缝衍射图样的四个特点： a．中央条纹亮而宽； b．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； c．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； d．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现象：圆孔衍射如图甲所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现如图乙中a所示的情形，光沿直线传播，无明显衍射现象发生；当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现如图乙中b所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环。 ②圆孔衍射图样的两个特点：单色光的圆孔衍射图样中央亮圆的亮度大，外面是明暗相间的不等距的圆环，越向外，亮环亮度越低。白光的圆孔衍射图样中央亮圆为白色，周围是彩色圆环。 (3)泊松亮斑——障碍物的衍射现象 ①现象：各种不同形状的障碍物也能使光发生衍射，使影的轮廓模糊不清。若在单色光传播途中，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，如图乙中c所示。 ②障碍物的衍射图样的特点：圆形阴影中心有一亮斑，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环，与小孔衍射图样有明显区别。 [思考·探究] 1.让一束激光照射在游标卡尺两个卡脚之间的缝上，逐渐减小两个卡脚之间的距离，使缝越来越小，观察照在屏幕上光斑的变化。缝宽大约多大时屏幕上出现条纹？缝间距变小时，条纹有什么变化？ 提示：大约0.4 mm时会出现条纹，当缝间距变小时，屏幕上条纹间距逐渐变宽，但亮度逐渐减弱。 2．甲、乙两图是同一单色光分别透过孔径为d甲和d乙的两圆孔后在光屏上形成的图样。由图样比较d甲