選修3-4-光的衍射好

第五節(jié)光的衍射第六節(jié)光的偏振學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道光的衍射現(xiàn)象，知道什么是光的衍射現(xiàn)象以及產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。能用衍射知識對生活中的現(xiàn)象進行解釋和分析。2、初步了解衍射光柵。學(xué)習(xí)目標(biāo)3、觀察振動中的偏振現(xiàn)象，知道只有橫波才有偏振現(xiàn)象。4、知道偏振光和自然光的區(qū)別，能運用偏振知識來解釋生活中的一些常見光學(xué)現(xiàn)象。

光的干涉現(xiàn)象反映了光的波動性，而波動性的另一特征是波的衍射現(xiàn)象，光是否具有衍射現(xiàn)象呢？如果有衍射現(xiàn)象，為什么在日常生活中我們沒有觀察到光的衍射現(xiàn)象呢？水波、聲波都會發(fā)生衍射現(xiàn)象，它們發(fā)生衍射的現(xiàn)象特征是什么？一、光的衍射光的直線傳播S光的衍射S

一切波都能發(fā)生衍射，通過衍射把能量傳到陰影區(qū)域，能夠發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物或孔的尺寸跟波長差不多,或者比波長更小時．

取一個不透光的屏，在它的中間裝上一個寬度可以調(diào)節(jié)的狹縫，用平行的單色光照射，在縫后適當(dāng)距離處放一個像屏．激光束調(diào)節(jié)狹縫寬窄像屏單縫衍射條紋特征條紋不等間距，中央條紋亮而寬，兩側(cè)條紋較暗較窄，對稱分布觀察下列衍射圖樣，分析衍射規(guī)律：不同縫寬的單縫衍射

1、波長一定時，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大．

2、單縫不變時，光波波長大的（紅光）中央亮紋越寬，條紋間隔越大．3、白熾燈的單縫衍射條紋為中央亮條紋為白色，兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色，內(nèi)側(cè)為紫色．單縫衍射規(guī)律例1：用單色光分別通過小圓盤和小圓孔做衍射實驗時，它們的特點如何？圓孔衍射S圓孔衍射光直線傳播形成的影（圓屏）圓屏衍射S泊松亮斑在其影子的中心有一個亮斑小圓孔和小圓盤做衍射圖樣特點比較:雙縫干涉與單縫衍射圖樣深

化

探

究

(學(xué)生用書P61)三?單縫衍射和雙縫干涉的比較種類項目單縫衍射雙縫干涉不同點產(chǎn)生條件只要狹縫足夠小任何光都能發(fā)生頻率相同的兩列光相遇疊加,產(chǎn)生干涉條紋條紋寬度條紋寬度不等,中央條紋最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋間距相等亮度中央條紋最亮兩邊變暗清晰條紋?亮度基本相同相同點干涉?衍射都是波所特有的現(xiàn)象,屬于波的疊加.干涉?衍射都有明暗相間的條紋4.如圖所示是用游標(biāo)卡尺兩測腳間的狹縫觀察日光燈光源時所看到的四個現(xiàn)象.當(dāng)游標(biāo)卡尺兩測腳間的狹縫寬度從0.8mm逐漸變小時,所看到的四個圖像的順序是

.abcd補充：衍射光柵如果增加狹縫的個數(shù)，衍射條紋寬度變窄，亮度將增加?？凑n本教材光的干涉和衍射現(xiàn)象表明光是一種波．我們知道波有橫波和縱波，那么，光波是橫波還是縱波呢？

思考：復(fù)習(xí)：橫波和縱波的區(qū)別是什么？在縱波中，振動方向總是跟波的傳播方向在同一直線上．在橫波中，振動方向總是垂直于波的傳播方向。注意：但不同的橫波，振動方向可以不同．對于一個確定的橫波，它的振動方向是確定的．一、偏振現(xiàn)象取一根軟繩，一端固定在墻上，手持另一端上下抖動，就在軟繩上形成一列橫波.現(xiàn)在，讓軟繩穿過一塊帶有狹縫的木板，如果狹縫與振動方向平行，則振動可以通過狹縫傳到木板的另一側(cè)（圖甲）．如果狹縫與振動方向垂直，則振動就被狹縫擋住而不能向前傳播（圖乙）．如果將這根繩換成細(xì)軟的彈簧，前后推動彈簧形成縱波，則無論狹縫怎樣放置，彈簧上的縱波都可以通過狹縫傳播到木板的另一側(cè)（如下圖）．

受上面實驗的啟發(fā)，我們可以利用類似的實驗來判斷光波是橫波還是縱波。偏振片由特定的材料制成，它上面有一個特定的方向（叫做透振方向），只有振動方向與透振方向平行的光波才能通過偏振片．偏振片對光波的作用就像上圖中的狹縫對于機械波的作用一樣．

形象說明偏振片的原理通光方向腰橫別扁擔(dān)進不了城門現(xiàn)在利用偏振片代替上面的帶有狹縫的木板，來做光學(xué)實驗．當(dāng)只有一塊偏振片時，以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，透射光的強度不變．當(dāng)兩塊偏振片的透振方向平行時，透射光的強度最大，但是，比通過一塊偏振片時要弱．當(dāng)兩塊偏振片的透振方向垂直時，透射光的強度最弱，幾乎為零.思考：為什么會產(chǎn)生上述現(xiàn)象？

1、太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿著各個方向振動的光波的強度都相同．這種光叫做自然光

.2、自然光通過第一個偏振片（叫做起偏器）之后，只有振動方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通過．也就是說，通過第一個偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個特定的方向振動．這種光叫做偏振光．

橫波只沿著某一個特定的方向振動，稱為波的偏振．只有橫波才有偏振現(xiàn)象．3、通過第一個偏振片的偏振光再通過第二個偏振片（稱為檢偏器）時，如果兩個偏振片的透振方向平行，那么，通過第一個偏振光的振動方向跟第二個偏振片的透振方向平行，透射光的強度最大．4、如果兩個偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振動方向跟第二個偏振片的透振方向垂直，偏振光不能通過第二個偏振片，透射光的強度為零．

所以，光是一種橫波．

光的偏振現(xiàn)象并不罕見．除了從光源（如太陽、電燈等）直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光，都是偏振光．自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光入射的方向合適，使反射光與折射光之間的夾角恰好是90°，這時，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直．

光的偏振現(xiàn)象有很多應(yīng)用．如在拍攝日落時水面下的景物、池中的游魚、玻璃櫥窗里的陳列物的照片時，由于水面或玻璃表面的反射光的干擾，常使景像不清楚．如果在照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片，讓它的透振方向與反射光的偏振方向垂直，就可以減弱反射光而使景像清晰．二、偏振現(xiàn)象的應(yīng)用用偏光鏡消除了反射偏振光使玻璃門內(nèi)的人物清晰可見玻璃門表面的反光很強用偏光鏡減弱了反射偏振光不加偏振片拍攝，櫥窗中景物模糊不清加偏振片拍攝，景物變清晰汽車車燈

汽車夜間在公路上行駛與對面的車輛相遇時，為了避免雙方車燈的眩目，司機都關(guān)閉大燈，只開小燈，放慢車速，以免發(fā)生車禍。如駕駛室的前窗玻璃和車燈的玻璃罩都裝有偏振片，而且規(guī)定它們的偏振化方向都沿同一方向并與水平面成45度角，那么，司機從前窗只能看到自已的車燈發(fā)出的光，而看不到對面車燈的光，這樣，汽車在夜間行駛時，即不要熄燈，也不要減速，可以保證安全行車。另外，在陽光充足的白天駕駛汽車，從路面或周圍建筑物的玻璃上反射過來的耀眼的陽光，常會使眼睛睜不開。由于光是橫波，所以這些強烈的來自上空的散射光基本上是水平方向振動的。因此，只需帶一副只能透射豎直方向偏振光的偏振太陽鏡便可擋住部分的散射光。

偏光鏡頭立體電影反饋達標(biāo)：兩個偏振片緊靠在一起將它們放在一盞燈的前面以致沒有光通過．如果將其中的一片旋轉(zhuǎn)180度，在旋轉(zhuǎn)過程中，將會產(chǎn)生下述的哪一種現(xiàn)象（

）A、透過偏振片的光強先增強，然后又減少到零

B、透過偏振片的光強光增強，然后減少到非零的最小值