2017-2018学年高中物理（沪科版,选修3-4）课件+教师用书+练习:第4章 4.3 光的衍射+4.4 光的偏振与立体电影 （3份打包）

4.3　光的衍射 4.4　光的偏振与立体电影 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.观察光的衍射现象，认识衍射条纹的特点.(重点) 2.知道产生明显衍射现象的条件.(重点) 3.观察光的偏振现象，知道光是横波. 4.知道自然光和偏振光的区别，知道偏振现象的应用. 5.掌握干涉条纹和衍射条纹的区别.(难点) 研 究 光 的 衍 射 现 象 1.衍射现象和衍射条纹 (1)衍射现象：光在传播过程中遇到障碍物时，绕过障碍物偏离直线传播的现象. (2)衍射条纹：衍射条纹是一些明暗相间的条纹，中央最宽、最亮，离中央条纹越远，亮条纹的宽度越小，亮度越低. 2.光产生明显衍射现象的条件 障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多. 3.衍射光栅 (1)结构：有许多等宽的狭缝等距离地排列的光学元件，狭缝的个数越多，衍射条纹的宽度越窄，亮度越亮. (2)光栅衍射的特点：图样是许多平行的明暗相间的条纹，减小缝间距离，则条纹间距增大；增多缝数，明暗条纹变得更为清晰. 1.衍射和干涉条纹都是明暗相间的，所以二者是一样的.(×) 2.所有光都能发生衍射现象.(√) 3.红光比紫光更容易发生明显衍射现象.(√) 单缝的宽度会对衍射现象产生怎样的影响？ 【提示】　单缝宽度越小，衍射现象越明显，但衍射条纹的亮度越小. 1.产生明显衍射的条件 (1)发生明显的衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比光波波长小或相差不多. (2)衍射是波特有的现象，光在任何条件下都能发生衍射现象，但只有满足上述条件时才能发生明显的衍射现象. 2.衍射图样的特点 (1)单缝衍射图样 ①中央条纹最亮，越向两边越暗；条纹间距不等，越靠外，条纹间距越小. 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中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有关.入射光波长越大，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距就越大. ④用白光做单缝衍射时，中央亮条纹是白色的，两边是彩色条纹，中央亮条纹仍然最宽最亮. (2)圆孔衍射图样 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.如图4­3­1所示. 图4­3­1 ②圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱. ③用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大. ④白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色同心圆环. 3.不透明的小圆板衍射图样 (1)泊松亮斑图样中的亮环或暗环间距随半径增大而减小. (2)与圆孔衍射图样比较 ①均是明暗相间的圆形条纹，中心均有亮斑. ②圆孔衍射图样中心亮斑较大，而泊松亮斑较小. ③圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大，圆板衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而减小. ④圆孔衍射图样的外侧是黑暗的，而小圆板衍射图样的外侧是明亮的. 4.单缝衍射与双缝干涉的比较 名称 单缝衍射 双缝干涉 不同点 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 条纹间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距 亮度 中央条纹最亮，两边变暗 条纹清晰，亮度基本相等 相同点 成因 都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果 意义 都是波特有的现象，表明光是一种波 1.关于衍射，下列说法正确的是(　　) A.衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果 B.双缝干涉中也存在衍射现象 C.一切波都很容易发生明显的衍射现象 D.影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实 E.入射波的波长越大，越容易观察到明显的衍射现象 【解析】　衍射图样是复杂的光波的叠加现象，双缝干涉中光通过三个狭缝时均发生衍射现象，一般现象中既有干涉又有衍射.一切波都能发生衍射，但要发生明显的衍射，需要满足障碍物的尺寸小于或相当于波长的条件，故A、B、E正确，C、D错误. 【答案】　ABE 2.如图4­3­2所示，甲、乙、丙、丁四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样.分析各图样的特点可以得出的正确结论是(　　) 图4­3­2 A.甲、乙是光的干涉图样 B.丙、丁是光的干涉图样 C.形成甲图样光的波长比形成乙图样光的波长长 D.形成丙图样光的波长比形成丁图样光的波长长 E.甲和丙都是光的衍射图样 【解析】　由图样可得甲和乙是等间距的，丙和丁是不等间距的且中间最宽，所以甲和乙是干涉条纹，丙和丁是衍射条纹，A正确，B、E错误；其中甲比乙的条纹间距大，故形成甲图样光的波长比形成乙图样光的波长长，C项正确；丙比丁的条纹间距大，形成丙图样光的波长比形成丁图样光的波长长，D项正确. 【答案】　ACD 3.在观察光的衍射实