第4章 第5节 光的衍射 第6节 光的偏振 激光(Word版)-【满分思维·一本通】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册(人教版)
5 光的衍射
6 光的偏振 激光
知识点一 光的衍射
1.用单色平行光照射狭缝,当缝很窄时,光没有沿直线传播,它绕过了缝的边缘,传播到了相当宽的地方。这就是光的衍射现象。
2.各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射,致使影的轮廓模糊不清,出现明暗相间的条纹。
3.发生明显衍射现象的条件:在障碍物或狭缝的尺寸足够小的时候,衍射现象十分明显。
4.三种衍射图样
(1)单缝衍射
①单色光通过狭缝时,在屏幕上出现明暗相间的条纹,中央条纹最宽最亮,两侧的亮条纹逐渐变暗变窄;白光通过狭缝时,在屏上出现彩色条纹,中央为白色条纹。
②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。
(2)圆孔衍射:光通过小孔(孔很小)时,在光屏上出现明暗相间的圆环。圆孔衍射图样如图所示。
①中央是大且亮的圆形亮斑,周围分布着明暗相间的同心圆环,且越靠外,圆形亮条纹的亮度越弱,宽度越小。
②圆孔越小,中央亮斑的直径越大,同时亮度越弱。
(3)圆板衍射(泊松亮斑)
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①若在单色光传播途中放一个较小的圆形障碍物,会发现在影的中心有一个亮斑,这就是著名的泊松亮斑。衍射图样如图所示。
②中央是亮斑,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。
知识点二 衍射光栅
1.构成:由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件。
2.增加狭缝的个数,衍射条纹的宽度变窄,亮度增加。
3.种类:透射光栅和反射光栅。
知识点三 偏振
1.偏振现象:不同的横波,即使传播方向相同,振动方向也可能不同,这种现象称为“偏振现象”,横波的振动方向称为“偏振方向”。
2.光的偏振
(1)偏振片
由特定的材料制成,每个偏振片都有一个特定的方向,只有沿着这个方向振动的光波才能顺利通过偏振片,这个方向叫作“透振方向”。
(2)自然光和偏振光
| 自然光 | 偏振光 | |
不 同 点 | 光的来源 | 直接从光源发出的光 | 自然光通过偏振片后的光或由某种介质反射或折射的光 |
不 | 光的振 | 在垂直于光的传播方向的平面 | 在垂直于光的传播 |
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同 点 | 动方向 | 内,光振动沿所有方向,且沿各个方向振动的光波的强度都相同 | 方向的平面内,光振动沿某个特定方向(与偏振片透振方向一致) |
相同点 | 不管是自然光还是偏振光,传播方向与振动方向一定垂直 | ||
(3)光的偏振现象说明光是一种横波。
(4)应用
①一些液晶显示器中应用了光的偏振。
②在摄影镜头前加上偏振片消除反光,使拍摄的景物更加清晰。
③观看立体电影时,观众戴的眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片。
④在汽车前挡风玻璃和前车灯加装偏振片,减少对面车灯光对司机的影响。
知识点四 激光的特点及其应用
特点 | 应用 |
相干性强:激光具有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的特点,是人工产生的相干光,具有高度的相干性 | 全息照相技术 |
平行度好:激光的平行度非常好,传播很远的距离后仍能保持一定的强度 | 激光测距,为枪械、火炮、导弹等武器提供目标指引 |
亮度高: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”,激发核聚变等 |
培优点1 对衍射图样的分析
[典例1] [多选](2026·福建福州高二检测)下列所示的图片、示意图或实验装置图大都来源于课本,则下列判断正确的是( )
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