第5、6節(jié)光的衍射光的偏振激光(強基課逐點理清物理觀念)課標要求學習目標1.觀察光的衍射和偏振現(xiàn)象,了解這些現(xiàn)象產(chǎn)生的條件,知道其在生產(chǎn)生活中的應用。2.知道光是橫波。3.通過實驗,了解激光的特性。能舉例說明激光技術在生產(chǎn)生活中的應用。1.知道光的衍射現(xiàn)象,了解產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。2.知道衍射條紋的特點,會區(qū)分衍射條紋和干涉條紋。3.知道光的偏振現(xiàn)象,知道光是一種橫波。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現(xiàn)象。5.了解激光的特點和應用。逐點清(一)光的衍射與衍射光柵[多維度理解]1.實驗觀察在擋板上安裝一個可調(diào)的狹縫,縫后放一個光屏,用單色平行光照射狹縫。

2.實驗現(xiàn)象(1)縫比較寬時,在屏上產(chǎn)生一條與縫寬相當?shù)臈l紋。

(2)縫調(diào)到很窄時,亮條紋的亮度有所,但寬度反而,而且還出現(xiàn)了的條紋,中央亮條紋較寬。

3.明顯衍射的條件在障礙物或狹縫的尺寸的時候,衍射現(xiàn)象十分明顯,這時就不能說光沿直線傳播了。

4.三種衍射圖樣的特點(1)單縫衍射圖樣的四個特點①中央條紋亮而寬;②兩側亮條紋具有對稱性,亮條紋寬度逐漸變窄,亮度逐漸減弱;③波長一定時,單縫窄的中央條紋寬,條紋間距大;單縫不變時,光波波長大的中央條紋寬,條紋間距大;④白光的單縫衍射圖樣中央為白色亮條紋,兩側為彩色條紋,且外側呈紅色,靠近白色亮條紋的內(nèi)側為紫色。(2)圓孔衍射圖樣的兩個特點①單色光的圓孔衍射圖樣中央亮圓的亮度大,外面是明暗相間的不等距的圓環(huán);越向外,亮環(huán)亮度越低。②白光的圓孔衍射圖樣中央亮圓為白色,周圍是彩色圓環(huán)。(3)泊松亮斑——障礙物的衍射圖樣的特點:圓形陰影中心有一亮斑,圓形陰影的邊緣是模糊的,在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán)。5.衍射光柵(1)衍射光柵:由許多等寬的狹縫等距離地排列起來形成的光學元件。(2)衍射圖樣特點:與單縫衍射相比,衍射條紋的寬度,亮度。

(3)分類:光柵和反射光柵。

[典例](多選)某研究性學習小組用激光束照射圓孔和不透明圓盤后,分別得到如圖甲、乙所示的圖樣,則下列說法正確的是()A.圖甲屬于圓孔衍射B.圖乙的亮斑是“泊松亮斑”,最早由泊松先推算出這個亮斑,后來泊松發(fā)現(xiàn)圓盤影子中心的確有這個亮斑C.不管是圓孔衍射還是圓盤衍射,影像的邊緣輪廓都是模糊不清的D.發(fā)生圓孔衍射時,圓形光環(huán)的圖樣半徑遠大于圓孔的半徑,即光繞到了障礙物的影子里聽課記錄:[思維建模]光通過大孔、小孔、小圓盤衍射的區(qū)別(1)光通過大孔沿直線傳播,觀察不到明顯的衍射條紋。(2)光通過小孔形成明顯的衍射條紋。(3)光通過小圓盤出現(xiàn)泊松亮斑。[全方位練明]1.(2025·上海寶山區(qū)階段練習)關于光的衍射現(xiàn)象,下列說法正確的是()A.光通過小圓孔后在光屏上出現(xiàn)了泊松亮斑,說明發(fā)生了衍射B.白光的單縫衍射圖樣是白黑相間的直條紋

C.光照到較大圓孔上出現(xiàn)大光斑,說明光沿著直線傳播,不存在光的衍射D.紅光的單縫衍射圖樣是不等間距的、紅黑相間的直條紋2.(2025·吉林長春期中)(多選)關于單縫衍射形成的條紋,下列說法正確的是()A.單縫的寬度越小,衍射條紋越亮B.單縫的寬度越小,衍射現(xiàn)象越明顯C.入射光的波長越長,衍射現(xiàn)象越明顯D.入射光的波長越短,衍射現(xiàn)象越明顯3.(2025·山西晉中期末)(多選)抽制高強度纖維細絲時可用激光監(jiān)控其粗細,如圖所示,觀察激光束經(jīng)過一根細絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋變化即可判斷細絲粗細的變化,則下列說法正確的是()A.這里應用的是光的衍射現(xiàn)象B.如果屏上條紋變窄,表明抽制的絲變細C.這里應用的是光的干涉現(xiàn)象D.如果屏上條紋變窄,表明抽制的絲變粗逐點清(二)光的偏振[多維度理解]1.偏振(1)橫波:質(zhì)點的振動方向總與波的傳播方向,具有偏振現(xiàn)象,橫波的振動方向稱為方向。

(2)縱波:質(zhì)點的振動方向總與波的傳播方向在上,沒有偏振現(xiàn)象。

2.光的偏振(1)研究表明:光是一種。

(2)偏振片:由特定的材料制成,每個偏振片都有一個特定的方向,這個方向叫作“透振方向”。光的振動方向與這個透振方向時能順利通過偏振片,時不能通過偏振片。

(3)自然光: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。

(4)偏振光:自然光透過某一偏振片后,在垂直于傳播方向的平面上,沿著某一特定方向振動的光。3.偏振現(xiàn)象的應用在照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片,轉動濾光片,讓它的透振方向與水面和玻璃表面的反射光的偏振方向,就可以減弱反射光進入鏡頭。

[全方位練明]1.判斷下列說法是否正確。(1)自然光通過偏振片后,就能獲得偏振光。()(2)起偏器與檢偏器的透振方向相互平行時,偏振光完全不能通過。()(3)光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波。()2.(多選)關于自然光和偏振光,以下說法正確的是()A.自然光包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光,但是沿各個方向振動的光波的強度可以不相同B.偏振光是在垂直于傳播方向的平面上,只沿著某一特定方向振動的光C.自然光透過一個偏振片后就成為偏振光,偏振光經(jīng)過一個偏振片后又還原為自然光D.太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光都是自然光3.(2025·江蘇南通階段練習)用如圖所示實驗裝置演示光的偏振現(xiàn)象,白熾燈O發(fā)出的光通過兩個透振方向平行的偏振片P、Q后照到光屏上,通過偏振片前后的光束分別用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示,下列說法正確的是()A.白熾燈發(fā)出的光是縱波B.偏振片Q起到起偏的作用C.光束Ⅱ中光振動方向與透振方向平行D.將偏振片P以光傳播方向為軸轉過45°,光束Ⅲ將消失逐點清(三)激光的特點與應用[多維度理解]激光的特點及應用特點性質(zhì)應用相干性高激光具有頻率、相位差、振動方向的特點,是人工產(chǎn)生的相干光,具有高度的相干性

單縫衍射和雙縫干涉實驗光纖通信全息照相平行度好激光的平行度非常好,在傳播很遠的距離后仍能保持

精確的測距;提供目標指引;讀取光盤上記錄的信息等亮度高激光可以在很小的空間和很短的時間內(nèi)集中

用激光束切割、焊接;醫(yī)學上可以用激光做“光刀”[全方位練明]1.判斷下列說法是否正確。(1)激光用于光纖通信是利用了它亮度高的特點。()(2)醫(yī)學上用激光做“光刀”來切除腫瘤是應用了激光亮度高的特點。()(3)“激光測距雷達”利用激光測量很遠目標的距離是應用了激光亮度高的特點。()2.(多選)將激光束的寬度聚焦到納米級(109m)范圍內(nèi),可修復人體已損壞的器官,可對DNA分子進行超微型基因修復,針對一些疾病可徹底根除。以上功能是利用了激光的()A.單色性好 B.平行度好C.粒子性 D.高能量3.(2025·山西大同期中檢測)(多選)激光被譽為“神奇的光”,關于激光的應用,下列說法正確的是()A.激光用來控制核聚變,是因為它的亮度高,光源的能量能集中在很小一點上,可以在空間某個小區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生極高的溫度B.激光能像無線電波那樣被調(diào)制,用來傳遞信息C.能用激光攔截導彈、摧毀衛(wèi)星,是因為激光在大氣中傳播不受大氣的影響D.能利用激光測量地面到月球表面的距離,是因為激光平行度好課下請完成課時跟蹤檢測(二十四)、階段質(zhì)量檢測(四)及模塊綜合檢測(一)(二)第5、6節(jié)光的衍射光的偏振激光逐點清(一)[多維度理解]1．寬度2.(1)亮(2)降低增大明暗相間3.足夠小5．(2)變窄增加(3)透射[典例]選ACD根據(jù)衍射條紋的特點可知題圖甲屬于圓孔衍射，故A正確；題圖乙的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出這個亮斑，但泊松認為這是非?；闹嚨?，后來阿拉果發(fā)現(xiàn)圓盤影子中心有這個亮斑，故B錯誤；不管是圓孔衍射還是圓盤衍射，影像的邊緣輪廓都是模糊不清的，故C正確；發(fā)生圓孔衍射時，圓形光環(huán)的圖樣半徑遠大于圓孔的半徑，即光繞到了障礙物的影子里，故D正確。[全方位練明]1．選D光照到不透明小圓盤上出現(xiàn)泊松亮斑，說明發(fā)生了衍射，故A錯誤；白光的單縫衍射圖樣中央為白色亮條紋，兩側為彩色的直條紋，故B錯誤；光照到較大圓孔上出現(xiàn)大光斑，說明光沿直線傳播，但仍存在光的衍射，只不過不明顯而已，故C錯誤；紅光的單縫衍射圖樣是不等間距的、紅黑相間的直條紋，故D正確。2．選BC單縫的寬度越小，透過單縫的光的能量越小，亮度也越小，故A錯誤；產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或孔的尺寸跟波長差不多，或者比波長小，所以在單縫衍射現(xiàn)象中，單縫的寬度越小，入射光波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，故B、C正確，D錯誤。3．選AD當障礙物的尺寸與光的波長差不多，或小于光的波長時，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，該裝置應用的是光的衍射現(xiàn)象；如果屏上條紋變窄，則說明衍射現(xiàn)象不明顯，可知金屬絲變粗。故A、D正確，B、C錯誤。逐點清(二)[多維度理解]1．(1)垂直偏振(2)同一直線2．(1)橫波(2)平行垂直(3)相同3.垂直[全方位練明]1．(1)√(2)×(3)√2．選BD自然光中沿各個方向振動的光波的強度相同，故A錯誤；偏振光是在垂直于傳播方向的平面上，只沿著某一特定方向振動的光，故B正確；自然光透過一個偏振片后就成為偏振光，偏振光經(jīng)過一個偏振片后不能還原為自然光，故C錯誤；太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光都是自然光，故D正確。3．選C白熾燈發(fā)出的光通過兩個透振方向平行的偏振片P、Q后照到光屏上，不能說明白熾燈的光是縱波，A錯誤；白熾燈發(fā)出的光經(jīng)偏振片P后就成為偏振光，又經(jīng)與偏振片P透振方向平行的偏振片Q照到光屏上，所以偏振片Q起到檢偏的作用，B錯誤；光束Ⅱ中的光是經(jīng)偏振片P透射來的，所以光束Ⅱ中光振動方向與透振方向平行，C正確；將偏振片P以光傳播方向為軸轉過45°，光束Ⅲ將會減弱，但不會消失，D錯誤。逐點清(三)[多維度理解]相同恒定一致一定的強度很大的能量[全方位練明]1．