粵教版選修34 光的衍射和偏振 第1課時(shí) 學(xué)案.docx

光的衍射和偏振一、學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1、觀察振動(dòng)的偏振現(xiàn)象2、知道只有橫波才有偏振現(xiàn)象3、知道偏振光和自然光的區(qū)別4、能運(yùn)用偏振知識(shí)來(lái)解釋生活中的一些常見(jiàn)光現(xiàn)象重點(diǎn)難點(diǎn)： 重點(diǎn)是知道光的偏振現(xiàn)象及光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波二、學(xué)習(xí)過(guò)程：復(fù)習(xí)與回顧：1、 光的干涉是指 2、 光的衍射是指 3、 光的干涉和衍射現(xiàn)象均說(shuō)明 4、 機(jī)械波根據(jù) ，把波分為橫波和縱波。光既然也是一種波，那么，光波是橫波還是縱波呢？5、 動(dòng)手試試教材64頁(yè)的演示，看看這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明什么？【導(dǎo)讀】仔細(xì)研讀教材p64-66，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)【導(dǎo)思】1、 什么是偏振片？偏振片的特性是什么？2、 觀察65頁(yè)的演示實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明什么？3、 什么叫自然光？什么叫偏振光？4、 對(duì)照兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，總結(jié)光到底是橫波還是縱波？請(qǐng)闡述你的理由5、 舉例說(shuō)明偏振現(xiàn)象有哪些應(yīng)用三點(diǎn)剖析一、偏振現(xiàn)象 縱波的振動(dòng)方向與傳播方向始終在同一條直線上. 不同的橫波振動(dòng)方向可以不同,但對(duì)于一個(gè)確定的橫波而言,它的振動(dòng)方向是確定的,并且與傳播方向垂直,我們利用橫波與縱波的區(qū)別可以判斷某種波是橫波,還是縱波. 橫波的振動(dòng)方向和傳播方向構(gòu)成一個(gè)平面（振動(dòng)面），如果橫波只沿著某一個(gè)特定的方向振動(dòng)，在物理學(xué)上就叫做波的偏振，只有橫波才有這種特性.【例1】縱波不可能產(chǎn)生的現(xiàn)象是（ ）a.偏振現(xiàn)象 b.反射現(xiàn)象 c.折射現(xiàn)象 d.衍射現(xiàn)象解析：反射、折射、干涉、衍射是波的共性，而偏振現(xiàn)象只有橫波能產(chǎn)生，縱波不可能產(chǎn)生.答案：a二、光的偏振 光屬于電磁波，是橫波，具有偏振性.從普通光源直接發(fā)出的光（自然光），包含在垂直于光的傳播方向上一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波是均勻的，不顯示偏振性；自然光通過(guò)偏振片后，只有振動(dòng)方向跟透振方向一致的光才能通過(guò)，這時(shí)的光只沿著一個(gè)特定的方向振動(dòng)，顯示偏振性.【例2】 兩個(gè)偏振片緊靠在一起,將它們放在一盞燈的前面以致沒(méi)有光通過(guò),如果將其中的一片旋轉(zhuǎn)180,在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,將會(huì)產(chǎn)生下述的哪一種現(xiàn)象（ )a.透過(guò)偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng),然后又減少到零b.透過(guò)偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，然后減少到非零的最小值c.透過(guò)偏振片的光強(qiáng)在整個(gè)過(guò)程中都增強(qiáng)d.透過(guò)偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng),再減弱,然后又增強(qiáng)解析：起偏器和檢偏器的偏振方向垂直時(shí),沒(méi)有光通過(guò);偏振方向平行時(shí),光強(qiáng)度達(dá)到最大,當(dāng)其中一個(gè)偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)180的過(guò)程中,兩偏振片的方向由垂直到平行再到垂直,所以通過(guò)的光先增強(qiáng),又減小到零,所以答案為a.答案：a各個(gè)擊破類(lèi)題演練1下列哪些波能發(fā)生偏振現(xiàn)象（ ）a.聲波 b.電磁波 c.橫波 d.縱波解析：能發(fā)生偏振的是橫波，題中聲波是縱波，電磁波是橫波.答案：bc變式提升1關(guān)于自然光和偏振光，下列觀點(diǎn)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(guò)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解析：光振動(dòng)沿各個(gè)方向均勻分布的光就是自然光，而振動(dòng)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(cuò).光的偏振現(xiàn)象并不罕見(jiàn)，除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通常看到的絕大部分光，都是偏振光，所以b錯(cuò).光的顏色由光的頻率決定，與光的振動(dòng)方向無(wú)關(guān)，所以c錯(cuò).自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光.答案：d類(lèi)題演練2通過(guò)一塊偏振片去觀察電燈、蠟燭、月亮、反光的黑板，當(dāng)以入射光線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片時(shí)，看到的現(xiàn)象有何不同？解答：通過(guò)一塊偏振片去觀察電燈、蠟燭時(shí)，透射光的強(qiáng)度不隨偏振片的旋轉(zhuǎn)而變化.因?yàn)闊艄?、燭光都是自然光，沿各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)度相同，因此，當(dāng)偏振片旋轉(zhuǎn)時(shí)，透射出來(lái)的光波的振動(dòng)方向雖然改變了（肉眼對(duì)此不能感覺(jué)到），但光的強(qiáng)弱沒(méi)有改變，月亮、黑板反射的光已經(jīng)是偏振光，它們通過(guò)偏振片透射過(guò)來(lái)的光線的強(qiáng)弱會(huì)隨偏振片的旋轉(zhuǎn)發(fā)生周期性的變化.變式提升2在垂直于太陽(yáng)光的傳播方向前后放置兩個(gè)偏振片p和q，在q的后邊放上光屏，以下說(shuō)法正確的是（ ）a.q不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)偏振片p，屏上光的亮度不變b.q不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)偏振片p，屏上光的亮度時(shí)強(qiáng)時(shí)弱c.p不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)偏振片q，屏上光的亮度不變d.p不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)偏振片q，屏上光的亮度時(shí)強(qiáng)時(shí)弱解析：p是起偏器，它的作用是把太陽(yáng)光（自然光）轉(zhuǎn)為偏振光，該偏振光的振動(dòng)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(shí)，通過(guò)q的光強(qiáng)最大；當(dāng)q與p的透振方向垂直時(shí)，通過(guò)q的光強(qiáng)最小，即無(wú)論旋轉(zhuǎn)p或q，屏上的光強(qiáng)都是時(shí)強(qiáng)時(shí)弱的.答案：bd【做一做】1、 將一個(gè)偏振片放于眼睛的前方，觀察通過(guò)窗戶進(jìn)入室內(nèi)的自然光，轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片，你感覺(jué)到的陰暗有沒(méi)有明顯的變化？【點(diǎn)撥】無(wú)明顯變化。因?yàn)樽匀还獍诖怪眰鞑シ较蛏弦磺蟹较虻墓馇已馗鱾€(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度相同。2、 通過(guò)偏振片觀察玻璃表面、光滑桌面反射來(lái)的燈光或窗外的光，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片，你感覺(jué)到的明暗有無(wú)明顯的變化？玻璃表面、光滑桌面的反射光是偏振光嗎？【點(diǎn)撥】明暗有明顯變化。因?yàn)椴ＡП砻?、光滑桌面反射?lái)的燈光或窗外的光及玻璃折射的光都是偏振光。3、 將偏振片疊放在數(shù)字式電子表的液晶顯示屏上，觀察顯示屏亮度的變化，為什么沿不同方向放置時(shí)會(huì)有不同的亮度？【點(diǎn)撥】因?yàn)殡娮颖淼囊壕?shù)字顯示屏上、下兩個(gè)板面處有兩片偏振片，將偏振片放在顯示屏上，使進(jìn)入上表面的光的強(qiáng)度發(fā)生變化，導(dǎo)致顯示屏亮度變化。（三）反思總結(jié)：（四）當(dāng)堂檢測(cè)1.縱波不可能產(chǎn)生的現(xiàn)象是（ )a.偏振現(xiàn)象 b.反射現(xiàn)象 c.折射現(xiàn)象 d.衍射現(xiàn)象2.下列哪些波能發(fā)生偏振現(xiàn)象（ )a.聲波 b.電磁波 c.橫波 d.縱波3.下列說(shuō)法中正確的是（ )a.光振動(dòng)沿各個(gè)方向均勻分布的光是自然光b.光振動(dòng)沿各個(gè)方向均勻分布的光是偏振光c.光振動(dòng)沿特定方向的光才是偏振光d.光振動(dòng)沿特定方向的光才是自然光4.對(duì)于光的偏振，下列說(shuō)法正確的是（ )a.自然光是偏振光b.自然光通過(guò)偏振片后成為偏振光c.偏振光不能再通過(guò)偏振片d.如果偏振片的透振方向與偏振光的振動(dòng)方向垂直，偏振光不能透過(guò)偏振片5.如圖13-6-5所示，讓自然光照射到p、q兩偏振片上，當(dāng)p、q兩偏振片的透振方向夾角為以下哪些度數(shù)時(shí)，透射光的強(qiáng)度最弱（ )圖13-6-5a.0 b.30 c.60 d.906.在拍攝日落時(shí)分水面下的景物時(shí)，應(yīng)在照相機(jī)鏡頭前裝一個(gè)偏振片，其目的是（ )a.減少陽(yáng)光在水面上的反射光b.阻止陽(yáng)光在水面的反射光進(jìn)入照相機(jī)鏡頭c.增強(qiáng)光由水面射入空氣中的折射光進(jìn)入鏡頭的強(qiáng)度 d.減弱光由水面射入空氣中的折射光進(jìn)入鏡頭的強(qiáng)度7.在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的雙縫后面各放置一個(gè)偏振片，若兩個(gè)偏振片的透振方向相互垂直，則（ )a.光屏上仍有干涉條紋，但亮條紋的亮度減小b.光屏上仍有干涉條紋，但亮條紋的亮度增大c.干涉條紋消失，但仍有光射到光屏上d.干涉條紋消失，光屏上一片黑暗8.為什么所有的汽車(chē)擋風(fēng)玻璃和大燈都裝上透振方向與水平面成45的偏振片時(shí)，夜間出車(chē)時(shí)會(huì)防止眩暈？課后練習(xí)與提高1、關(guān)于電磁波譜中的各種電磁波，以下說(shuō)法正確的是 （ ） a、電磁波中最易出現(xiàn)干涉、衍射的是無(wú)線電波b、電磁波中最易顯示出的是射線c、各種色光在真空中頻率不同，同一色光在各種介質(zhì)中折射率相同d、各種色光在同一介質(zhì)中波長(zhǎng)不同，同一色光在真空中的波長(zhǎng)比在任何介質(zhì)中的波長(zhǎng)都長(zhǎng)2、關(guān)于光是電磁波，下列論述中正確的是 （ ）a、法拉第首先從理論上得出了電磁波的傳播速度和實(shí)驗(yàn)測(cè)得的光速相同b、赫茲用實(shí)驗(yàn)測(cè)定并計(jì)算出了電磁波的波速，跟前人預(yù)言符合得相當(dāng)好c、電磁波跟光一樣都具有反射、折射、干涉、衍射等性質(zhì)d、麥克斯韋首先提出光是一種電磁波3、國(guó)家863計(jì)劃中的一個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目所研究的x光激光（頻率范圍很窄的高強(qiáng)度x射線），有著廣泛的應(yīng)用前景，用x光激光給細(xì)胞“照像”，主要利用了x光的以下哪個(gè)特點(diǎn) （ ） a、殺菌作用 b、化學(xué)作用 c、波長(zhǎng)短 d、粒子性4、風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星發(fā)送回地面的紅外云圖是由衛(wèi)星上設(shè)置的具有接收云層輻射的紅外線感應(yīng)器完成的，云圖上的黑白程度由輻射紅外線的云層的溫度高低決定，這是利用紅外線的（ ）a、不可見(jiàn)性 b、穿透性 c、熱效應(yīng) d、化學(xué)反應(yīng)5醫(yī)學(xué)上將激光束的寬度聚集到納米的范圍內(nèi)，可修復(fù)人體已損壞的器官，對(duì)dna分子進(jìn)行超微型基因修復(fù)，除去癌癥、遺傳疾病等，這是利用了激光的 （ ）a、單色性 b、平行性 c、高能性 d、粒子性6、近年來(lái)，無(wú)線光通信技術(shù)（不需光纖，利用紅外線在空間的定向傳播來(lái)傳遞信息的通信手段）在局域網(wǎng)、移動(dòng)通信等多方面顯示出巨大的應(yīng)用前景。關(guān)于紅外線和光通信，以下說(shuō)法中正確的是（ ） a、光通信就是將文字、數(shù)據(jù)、圖像等信息轉(zhuǎn)換成光信號(hào)從一地傳向另一地的過(guò)程b、光纖通信中的光信號(hào)在光纖中傳輸，無(wú)線光通信的光信號(hào)在空氣中傳輸c、紅外線的頻率比可見(jiàn)光的頻率高d、紅外光子的能量比可見(jiàn)光子的能量大7、某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，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)出以下一些規(guī)律，其中說(shuō)法正確的是 （ ）a、若狹縫與燈絲平行，衍射條紋與狹縫平行 b、若狹縫與燈絲垂直，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(zhǎng)有關(guān)8、 用單色光通過(guò)小圓盤(pán)與小圓孔做衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，在光屏上得到衍射圖形，觀察到它們的現(xiàn)象，其中說(shuō)法正確的是 （ ）.用小園盤(pán)時(shí)中央暗 . 用小園盤(pán)時(shí)中央亮 . 中央均為亮點(diǎn)的同心圓形條紋 . 中央均為暗點(diǎn)的同心圓形條紋 9采用紅外線烘干油漆，紅外烤箱烤制雞鴨，其理由是因?yàn)椋?）.紅外線熱作用顯著,燒烤的時(shí)間短.紅外線熱作用顯著,但加熱緩慢,油漆不易產(chǎn)生皺紋,烤雞鴨不易烤焦c. 紅外線熱作用顯著、衍射現(xiàn)象也比較明顯,可使油漆內(nèi)外干燥,雞鴨內(nèi)外受熱差別小d紅外線熱作用不顯著，但可使受熱物體溫度升高一致10通過(guò)一塊偏振片分別去觀察電燈、蠟燭、月亮、反光的黑板的光，當(dāng)以入射光線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片時(shí)，能夠觀察到光線強(qiáng)弱有變化的是（ ）a、電燈 b、蠟燭 c、月亮 d、反光的黑板qpms11如圖所示，讓太陽(yáng)光通過(guò)遮光板m 中的小孔s ，在m的右方放一偏振片p ，p 的右方再放一光屏q ，現(xiàn)以光的傳播方向?yàn)檩S逐漸旋轉(zhuǎn)偏振片p ，關(guān)于屏q 上光的亮度變化情況，下列說(shuō)法中正確的是（ ）a、先變亮后變暗 b、先變暗后變亮c、亮度不變d、光先變暗后變亮，再變暗，再變亮12沙塵暴是由于土地沙化形成的惡劣氣象現(xiàn)象，發(fā)生沙塵暴時(shí)能見(jiàn)度只有幾十米，天空變黃發(fā)暗。這是由于發(fā)生沙塵暴時(shí)（ ） a、只有波長(zhǎng)較長(zhǎng)的一部分光才能到達(dá)地面b、只有波長(zhǎng)較短的一部分光才能到達(dá)地面c、只有頻率較大的一部分光才能到達(dá)地面d、只有能量較大的光子才能到達(dá)地面13早上太陽(yáng)從東方地平線升起，人們看到的太陽(yáng)是紅色的，這是因?yàn)?（ ）a、紅光沿直線傳播 b、紅光的波長(zhǎng)長(zhǎng) ，衍射現(xiàn)象明顯 c、紅光的折射率小，傳播速度大 d、紅光更容易引起人們的視覺(jué)14仿生學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)的一個(gè)分支，它通過(guò)研究生物的結(jié)構(gòu)和功能，從而制造類(lèi)似于生物的裝置，發(fā)揮相似的功能。響尾蛇能夠在夜間看清物體，是因?yàn)樗軌蚪邮?、感知無(wú)論是白天，還是夜晚都可以發(fā)出的紅外線；響尾蛇導(dǎo)彈是一種被動(dòng)制導(dǎo)的空對(duì)空導(dǎo)彈，它能夠準(zhǔn)確地?fù)糁袛撤侥繕?biāo)，其原因是 （ ）a、它像雷達(dá)一樣，導(dǎo)彈輻射的電磁波被敵方目標(biāo)反射回來(lái)確定位置，然后擊中目標(biāo)b、它不同于雷達(dá)，它本身不能輻射電磁波，靠接受目標(biāo)的電磁波制導(dǎo)c、雷達(dá)和響尾蛇導(dǎo)彈一樣，都是本身不輻射，而靠目標(biāo)輻射的電磁波工作d、響尾蛇導(dǎo)彈是仿響尾蛇，雷達(dá)是仿蝙蝠。當(dāng)堂檢測(cè)答案：1思路解析：因?yàn)榭v波的傳播方向與振動(dòng)方向在同一條直線上，所以不可能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象.答案：a2思路解析：聲波為機(jī)械波且為縱波，縱波不發(fā)生偏振，電磁波為橫波，能發(fā)生偏振.答案：bc3思路解析：根據(jù)自然光、偏振光的概念易判斷出選項(xiàng)a、c正確.答案：ac4思路解析：自然光垂直于傳播方向的所有方向上都存在光振動(dòng)，不是偏振光，a選項(xiàng)錯(cuò).自然光透過(guò)偏振片后的光振動(dòng)方向只沿著偏振片的透振方向，故自然光透過(guò)偏振片后變?yōu)槠窆?只要偏振光的振動(dòng)方向與偏振片的透振方向不垂直就能通過(guò)偏振片，當(dāng)兩者方向平行時(shí)，透射光強(qiáng)度最大，c選項(xiàng)錯(cuò)誤.當(dāng)兩者方向垂直時(shí)，偏振光將不能通過(guò)偏振片，故d選項(xiàng)正確.答案：bd5思路解析：當(dāng)兩偏振片的夾角為90時(shí)，偏振光的振動(dòng)方向與偏振片透振方向垂直.答案：d6思路解析：日落時(shí)分的陽(yáng)光照射到水面上時(shí)，反射光很強(qiáng)，照相鏡頭對(duì)著水面時(shí)，進(jìn)入鏡頭的光線既有陽(yáng)光經(jīng)水面的反射光，又有由水中折射入空氣的折射光.前者光線進(jìn)入鏡頭所得實(shí)際景物為在水中的倒影的像，而后者光線進(jìn)入鏡頭所攝得照片才是水下景物的像，兩者在同一底片上相互干擾，使模糊不清.若在鏡頭上安裝一偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片方向使其透振方向與反射光的光振動(dòng)方向垂直，即可最大限度地阻止反射光進(jìn)入鏡頭，增強(qiáng)攝像的清晰度.答案：b7思路解析：雙縫后面各放置一個(gè)偏振片后，透過(guò)