第5章 第3节第4节 第5节 激光与全息照相-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版2019）

第3节　光的衍射 第4节　光的偏振 第5节　激光与全息照相 【核心素养目标】 物理观念 了解光的衍射条件，认识衍射条纹的特征；了解光的偏振和激光。 科学思维 通过推理得出光是一种横波的物理思维方法。 科学探究 通过观察实验，得到光产生明显衍射的条件。 科学态度与责任 通过衍射图样的观察，引导学生在学习中体会物理知识之美。能列举偏振、激光在生活中的应用实例。 一、光的衍射 1．衍射现象 (1)光的衍射：如图所示，用一束激光照射开有圆孔的不透光的板，当圆孔足够小时，从屏上观察到，在亮斑之外出现了明暗相间的圆环，说明光的传播已经绕到原来应该是阴影的地方，这种光绕过障碍物偏离直线传播的现象称为光的衍射。 (2)光的明显衍射的条件：当障碍物或孔的尺寸接近光的波长时，衍射才是明显的。 (3)光的衍射与光的直线传播的关系： ①只有当孔、缝或障碍物的大小比波长大很多时，光才是近似沿直线传播。 ②当障碍物尺寸与光的波长相近时，衍射现象十分明显，这时就不能说光沿直线传播了。 2．衍射对分辨本领的影响 (1)一个光学仪器的分辨本领，就是这个仪器能够把彼此靠近的物体的像分离开来的能力。 (2)光学仪器上用的透镜就相当于一个圆孔。透镜的直径越小，产生的衍射现象越明显，分辨本领就越低。 3．衍射光栅 (1)结构：在两个螺杆上绷上许多平行的细金属线，或者在玻璃上刻上许多均匀的细槽。 (2)种类：种类繁多，最常见的是透射光栅和反射光栅。 (3)衍射图样的特点：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 1．偏振现象 (1)偏振现象：如果横波只沿着某一个特定的方向振动，在物理学上就叫作波的偏振，只有横波才有这个特性。 (2)偏振片 ①自然光：在垂直于传播方向的平面内，光波可沿任何方向振动，光振动在平面内的分布是大致均匀的，所以不显示偏振性，这样的光叫自然光。 ②偏振片和偏振光：偏振片是只让某一方向振动的光通过，而不让其他方向振动的光通过的一种光学元件。让自然光通过偏振片就可以获得偏振光。 ③起偏器和检偏器：用于获得偏振光的偏振片叫起偏器。为了检查通过起偏器的光是不是偏振光，可以在起偏器后面再放一个偏振片，这个偏振片叫检偏器。 2．偏振现象的应用 (1)立体电影。 (2)偏振镜。 (3)检查力的分布情况。 (4)地震预报。 三、激光与全息照相 1．激光及其特性 (1)激光：激光是原子受激辐射产生的光，激光光束中所有的光子都是相互关联的，它们的频率一致、相位一致、偏振方向一致、传播方向一致。 (2)特性：单色性好、方向性强、亮度高等。 2．激光的应用 (1)生活：用激光读取CD、VCD等中的信息，还可用于通信。 (2)医疗：用激光器进行治疗疾病。 (3)军事：激光制导、激光测距、跟踪目标、传递军事情报等。 (4)科技：用激光实现热核聚变，研究引力波等。 3．全息照相 (1)全息照相是应用光的干涉实现的。 (2)全息照相与普通照相相比的几个突出特点 ①观察再现的图像时，看到的三维立体图像和原来的物体几乎一模一样。 ②如果发现一个物体部分被遮挡了，你只要改变一下角度，就能观察到被遮挡的部分。 ③如果一张全息照片的大部分损失或丢失，只留下一小部分，从这一小部分照片仍可再现原物的全貌。 ④可以在同一张底片上记录多张图像，再现时可以在不同的角度上分别观察到两个不同物体的像而不互相干扰。 1．判断正误 (1)单缝衍射图样中，中央条纹最宽最亮。(　　) (2)入射光的波长越短，衍射现象越明显。(　　) (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)横波和纵波都有偏振现象。(　　) (5)自然光通过偏振片可以得到偏振光。(　　) (6)只要光的偏振方向与偏振片的透振方向不垂直，就有光通过偏振片。(　　) (7)激光频率单一，可以进行光纤通信。(　　) (8)激光可以切割、焊接，是因为激光的亮度高，能量大。(　　) (9)医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点。(　　) 答案：　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　 (5)√　(6)√　(7)√　(8)√　(9)√ 2．链接实景 经典电影《阿凡达》《战狼2》都是立体电影，放映时通过两台放映机，同步放映两组胶片，观众必须戴上特制的“3D”眼镜观看，就会产生立体感，使观众有身临其境的体验，若不戴上述眼镜，则看到银幕上的画面就会出现重影而模糊不清。 请思考：“3D”眼镜应用了什么原理？ 提示：　应用了光的偏振现象。 知识点一　光的衍射图样 1．单缝衍射图样的特点 (1)中央条纹最亮，越向两边越暗，条纹间距不等；中央条纹最宽，越靠外，条纹间距越窄。 (2)缝变窄，通过的光变少，而光分布的范围更宽，所以亮纹的亮度降低。 (3)