教科版選修34 光的衍射與偏振 第1課時 學(xué)案.docx

3光的衍射與偏振學(xué)習(xí)目標(biāo)重點難點1認識光的衍射現(xiàn)象，并對光的波動性有進一步的了解2了解光產(chǎn)生明顯衍射的條件，及衍射圖樣與波長、縫寬的定性關(guān)系3通過實驗，認識偏振現(xiàn)象，知道只有橫波才有偏振現(xiàn)象4了解偏振光和自然光的區(qū)別，從光的偏振現(xiàn)象知道光是橫波5了解日常見到的光多數(shù)是偏振光，了解偏振光在生產(chǎn)生活中的一些應(yīng)用.重點：1光產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件2光的偏振現(xiàn)象難點：用光的衍射和偏振知識解釋生活中的常見現(xiàn)象.一、光的衍射1肥皂泡在太陽光照射下呈現(xiàn)彩色是_現(xiàn)象；露珠在太陽光照射下呈現(xiàn)彩色是_現(xiàn)象；通過狹縫觀看太陽光時呈現(xiàn)彩色是_現(xiàn)象2凡是波都具有衍射現(xiàn)象，而把光看做直進的條件是_使光產(chǎn)生明顯衍射的條件是_預(yù)習(xí)交流1隔著帳?？催h處的燈，為什么見到燈周圍輻射彩色光芒？二、光的偏振1縱波的振動方向與傳播方向始終_，橫波的振動方向_于波的傳播方向如果橫波只沿著_振動，就叫做波的偏振只有_才存在偏振，_不存在偏振2光屬于_波，是_波，_偏振性3普通光源的光振動在平面內(nèi)的分布是_，所以_偏振性，這樣的光叫自然光讓自然光通過_后，就能獲得偏振光預(yù)習(xí)交流2偏振現(xiàn)象是不是在另一個角度也說明光是一種波？偏振現(xiàn)象在生活中有哪些應(yīng)用？在預(yù)習(xí)中還有哪些問題需要你在聽課時加以關(guān)注？請在下列表格中做個備忘吧！我的學(xué)困點我的學(xué)疑點答案：一、1光的干涉光的色散光的衍射2障礙物或孔的尺寸比波長大得多障礙物或孔的尺寸可與光波長相近或比光波長小預(yù)習(xí)交流1：答案：遠處燈發(fā)出的光經(jīng)過帳幔的縫隙產(chǎn)生衍射，因此可見燈周圍輻射彩色的光芒二、1在一條直線上垂直某一個特定的方向橫波縱波2電磁橫具有3均勻的不顯示偏振片預(yù)習(xí)交流2：答案：偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象，所以偏振現(xiàn)象不但說明光是一種波，而且說明光是一種橫波光的偏振現(xiàn)象有很多的應(yīng)用，如：（1）拍攝日落時水面下的景物、池中的游魚、玻璃櫥窗里陳列物的照片時，在鏡頭上安裝偏振片可以減弱反射光的影響而使景物清晰（2）夜晚行車時，前方玻璃上安裝偏振片可減弱對方車燈對眼睛的照射（3）電子表的液晶顯示器和立體電影也是利用了光的偏振原理一、光的衍射1光的衍射現(xiàn)象中，明暗條紋產(chǎn)生的原因是什么？2觀察圓孔衍射實驗，在圓孔由較大直徑逐漸減小的過程中，光屏上的現(xiàn)象是什么？為什么？某同學(xué)以線狀日光燈為光源，利用游標(biāo)卡尺兩腳間形成的狹縫觀察光的衍射現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點，你認為正確的是（）a若狹縫與燈管平行，衍射條紋與狹縫平行b若狹縫與燈管垂直，衍射條紋與狹縫垂直c衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度有關(guān)d衍射條紋的間距與光的波長有關(guān)1衍射現(xiàn)象當(dāng)光照射到孔或障礙物上時，光離開直線路徑繞到孔或障礙物的陰影里去的現(xiàn)象，叫做光的衍射現(xiàn)象2產(chǎn)生明顯衍射的條件只有當(dāng)孔徑或障礙物的尺寸比光的波長小或者跟光的波長相差不多時，光在傳播過程中才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象光的衍射現(xiàn)象表明，光的直線傳播是一種近似規(guī)律實際上，在任何條件下，光通過孔或障礙物時都會產(chǎn)生衍射，但只有滿足一定的條件，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象當(dāng)光的波長比障礙物的尺寸或孔徑小得多時，可以認為光是直進的，這時衍射現(xiàn)象不明顯當(dāng)光的波長與障礙物的尺寸或孔徑相差不多，或障礙物的尺寸或孔徑比光的波長小時，光的衍射現(xiàn)象才明顯，這時光的直線傳播就不正確了3常見的衍射實例及衍射圖樣（1）單縫衍射：一束光照到縫寬與光的波長相差不多的單縫上形成，衍射圖樣為中央寬又亮，兩邊逐漸變窄變暗的明暗相間的條紋（2）圓孔衍射：光照到孔徑與光的波長相差不多的圓孔上形成；衍射圖樣為中央是圓形亮斑、兩邊依次是變窄變暗的明暗相間的圓環(huán)（3）泊松亮斑是光的衍射形成的（4）在發(fā)生單縫或圓孔衍射時，縫或孔越小，衍射現(xiàn)象越明顯，中央亮條紋越寬，但變暗4光的干涉和光的衍射的比較（1）聯(lián)系：都是光束的疊加形成的，都說明光具有波動性（2）（3）干涉和衍射的圖樣有相似之處，都是明暗相間的條紋只是干涉條紋寬度和亮紋亮度基本相同，衍射條紋中條紋寬度和亮紋亮度均不等，中央亮紋最寬最亮，如圖所示二、偏振現(xiàn)象 你看過立體電影嗎？電影中的精彩鏡頭讓你心驚肉跳：火車向著你沖過來，從頭頂上飛過去，兇猛的怪獸張牙舞爪地對著你飛奔而來很驚險刺激，為什么立體電影會有這樣神奇的效果？在垂直于太陽光的傳播方向前后放置兩個偏振片p和q，在q的后邊放上光屏，以下說法正確的是（）aq不動，旋轉(zhuǎn)偏振片p，屏上光的亮度不變bq不動，旋轉(zhuǎn)偏振片p，屏上光的亮度時強時弱cp不動，旋轉(zhuǎn)偏振片q，屏上光的亮度不變dp不動，旋轉(zhuǎn)偏振片q，屏上光的亮度時強時弱1偏振現(xiàn)象如圖所示，機械波是橫波時，當(dāng)質(zhì)點的振動方向與狹縫平行時，機械波能透過狹縫傳播（圖甲），反之，則不能傳播（圖乙）對縱波而言，不管什么情況，縱波總能透過狹縫而傳播（圖丙）說明：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，而縱波沒有偏振現(xiàn)象所以，光是一種橫波2自然光和偏振光（1）自然光從普通光源直接發(fā)出的天然光是無數(shù)偏振光的無規(guī)則集合，所以直接觀察時不能發(fā)現(xiàn)光強偏于哪一個方向，這種沿著各個方向振動的光波的強度都相同的光叫自然光如圖所示，普通光源s發(fā)出的光經(jīng)過偏振片時，后面的光屏是明亮的，說明光透過了偏振片；若轉(zhuǎn)動偏振片，光屏上亮度不變，說明透過光的強度不變，由此可知，自然光沿著各個方向振動的光波的強度都相同（2）偏振光只有一個振動方向的光叫偏振光如經(jīng)過偏振片后的自然光若偏振光再經(jīng)過一個偏振片后，情況會怎樣呢？如圖甲所示，當(dāng)兩偏振片的“狹縫”平行時，光屏上仍有亮光當(dāng)兩偏振片的“狹縫”相互垂直時，透射光的強度幾乎為零，光屏上是暗的，如圖乙所示甲乙說明：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（3）偏振光的另一種產(chǎn)生方式自然光射到兩種介質(zhì)的交界面上，如果光入射的方向合適，使反射光和折射光之間的夾角恰好是90時，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直（如圖）1下面的說法正確的是（）a肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象造成的b天空中彩虹是光的干涉現(xiàn)象造成的c圓屏陰影中心的亮斑（泊松亮斑）是光的衍射現(xiàn)象造成的d在陽光照射下，電線下面沒有影子，是光的衍射現(xiàn)象造成的2關(guān)于自然光和偏振光，下列觀點正確的是（）a自然光能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，而偏振光卻不能b只有自然光透過偏振片才能獲得偏振光c自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光d自然光和偏振光都能使感光底片感光3有關(guān)偏振和偏振光的下列說法中，正確的有（）a只有電磁波才能發(fā)生偏振，機械波不能發(fā)生偏振b只有橫波能發(fā)生偏振，縱波不能發(fā)生偏振c自然界不存在偏振光，自然光只有通過偏振片才能變?yōu)槠窆鈊除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光都是偏振光4兩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，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，然后又減弱到零b透過的光強先增強，然后減弱到非零的最小值c透過的光強在整個過程中都增強d透過的光強先增強，再減弱，然后又增強5對于單縫衍射現(xiàn)象，以下說法正確的是（）a縫的寬度d越小，衍射條紋越亮b縫的寬度d越小，衍射現(xiàn)象越明顯c縫的寬度d越小，光的傳播路線越接近直線d入射光的波長越短，衍射現(xiàn)象越明顯提示：用最精煉的語言把你當(dāng)堂掌握的核心知識的精華部分和基本技能的要領(lǐng)部分寫下來并進行識記知識精華技能要領(lǐng)答案：活動與探究1：1答案：原因是來自單縫或圓孔上不同位置的光，通過縫或孔之后疊加時，光波加強或者削弱的結(jié)果2答案：圓孔直徑由大變小的過程中，依次出現(xiàn)：圓形光斑，由于光的直線傳播；光源的像，由于光的直線傳播形成的實像，即小孔成像；明暗相間的圓環(huán)，由于光的衍射形成的圖樣；完全黑暗，當(dāng)圓孔太小時，透過的光的能量太少，什么也看不到遷移與應(yīng)用1：acd解析：若狹縫與線狀燈平行，衍射條紋與狹縫平行且現(xiàn)象明顯，故a項對若狹縫與線狀燈垂直，衍射現(xiàn)象不明顯，故b項錯狹縫越窄，條紋越疏，故c項對波長越長，條紋間距越大，故d項對活動與探究2：答案：這是應(yīng)用了光的偏振現(xiàn)象在觀看立體電影時，觀眾要戴上一副特制的眼鏡，這副眼鏡就是一對透振方向互相垂直的偏振片遷移與應(yīng)用2：bd解析：p是起偏器，它的作用是把太陽光（自然光）轉(zhuǎn)為偏振光，該偏振光的振動方向與p的透振方向一致，所以當(dāng)q與p的透振方向平行時，通過q的光強最大；當(dāng)q與p的透振方向垂直時，通過q的光強最小，即無論旋轉(zhuǎn)p或q，屏上的光強都是時強時弱的當(dāng)堂檢測1ac2d解析：光振動沿各個方向均勻分布的光就是自然光，而振動沿著特定方向的光就是偏振光，但自然光和偏振光都能發(fā)生干涉、衍射，所以a錯光的偏振現(xiàn)象并不罕見，除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光，都是偏振光，所以b錯光的顏色由光的頻率決定，與光的振動方向無關(guān)，所以c錯自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光3bd解析：只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，而機械波中也有橫波，當(dāng)然能發(fā)生偏振，a選項錯誤，b選項正確；我們通常看到的絕大部分光，都是偏振光自然光不一定非要通過偏振片才能變?yōu)槠窆?，c選項錯誤，d選項正確4a解析：起偏器和檢偏器的偏振方向垂直時，沒有光通過；偏振方向平行時，光強度達到最大當(dāng)其中一個偏振片轉(zhuǎn)動180的過程中，兩偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通過的光先增強