物理粵教版學案第章第六節(jié)光的衍射和偏振

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第六節(jié)光的衍射和偏振學習目標重點難點1．能說出什么是光的衍射現(xiàn)象及發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件．2．能說出白光和單色光的衍射圖樣的區(qū)別．3．能說出衍射圖樣與干涉圖樣的區(qū)別．4．能說出什么是自然光、偏振光和光的偏振現(xiàn)象．重點:1．發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件．2．白光和單色光的衍射圖樣的區(qū)別．難點:衍射圖樣和干涉圖樣的區(qū)別．一、光的衍射現(xiàn)象1．光的衍射現(xiàn)象光能繞過障礙物或通過小孔后進入陰影部分傳播的現(xiàn)象．2．發(fā)生明顯衍射的條件障礙物、小孔或狹縫的尺寸與光的波長接近，或者比波長還小時，光才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象．預習交流1機械波和光波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件都是縫、孔、障礙物的尺寸與波長接近或者比波長還小,但是機械波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象比較容易，而光波一般很難發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，這是為什么？答案：這是因為一般機械波的波長比較大，很容易滿足發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件,所以機械波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象比較容易;光波的波長比機械波小很多，一般的縫、孔、障礙物的尺寸比光波的波長大很多，所以光波很難發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象．二、偏振現(xiàn)象1．自然光太陽、電燈等光源發(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．2．偏振光在垂直于傳播方向的平面上，沿著特定振動方向振動的光叫偏振光．3．偏振自然光通過偏振片后變?yōu)槠窆獾默F(xiàn)象．預習交流2光能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象．說明了什么問題？答案:衍射和偏振是波特有的現(xiàn)象，光能發(fā)生衍射和偏振現(xiàn)象，說明光具有波動性；只有橫波才能發(fā)生偏振現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生偏振現(xiàn)象，光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波．一、光的衍射1．在我們生活中你觀察到了哪些衍射現(xiàn)象？答案：雨天的晚上，透過眼鏡片上的水滴看路燈,水滴邊緣有衍射條紋．對著日光燈從窄縫中看到的彩色條紋．光照射到一個半徑很小的圓板后,在圓板的陰影中心出現(xiàn)的亮斑．孔雀羽毛在陽光下色彩斑斕．晚上瞇著眼睛看月亮、星星,會在視網(wǎng)膜上形成衍射光斑等都是衍射現(xiàn)象．2．單縫衍射實驗如何表明光沒有沿直線傳播？答案：當縫比較寬時,光沿直線通過狹縫，在屏上產(chǎn)生一條與縫寬相當?shù)牧翖l紋；當縫調(diào)到很窄時，盡管亮條紋亮度有所降低，但是寬度反而增大了,這表明,光沒有沿直線傳播．3．光的衍射照片中,亮條紋和暗條紋產(chǎn)生的原因是什么？答案：由于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．4．日常生活中我們難以觀察到光的衍射，而為什么光沿直線傳播卻普遍存在？答案：可見光的波長范圍是4。4×10－7～7.6×10－7m,由發(fā)生明顯衍射的條件可知，障礙物或孔的尺寸都比光的波長大得多，所以光沿直線傳播．5．讓燭光照射到一塊遮光板上，板上有一個可自由收縮的三角形孔,當此三角形孔緩慢地由大收縮變小直到閉合時，試分析在孔后的屏上將先后出現(xiàn)的現(xiàn)象(遮住側(cè)面光)．答案:當遮光板上三角形孔較大時,表現(xiàn)出的現(xiàn)象是光沿直線傳播,在屏上出現(xiàn)一個三角形的光斑，如題圖所示，隨著三角形緩慢的收縮，光斑逐漸變小；當三角形孔減小到一定程度時，屏上會出現(xiàn)倒立的燭焰的像（小孔成像），繼續(xù)使三角形孔緩慢收縮，可以觀察到出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán)，中央是較大的亮斑（發(fā)生了明顯的衍射現(xiàn)象）．出現(xiàn)小孔的衍射圖樣．當孔閉合時，屏上就會出現(xiàn)一片黑暗．對光的衍射現(xiàn)象的分析，下列說法正確的是（）．A．只有障礙物或孔的尺寸可以跟光波波長相比甚至比波長還要小的時候，才能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象B．衍射現(xiàn)象是光特有的現(xiàn)象，只有光才會發(fā)生衍射C．光的衍射現(xiàn)象否定了光的直線傳播的結(jié)論D．光的衍射現(xiàn)象說明了光具有波動性答案:AD解析:由光發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件知，A正確；衍射是波特有的現(xiàn)象,而不是光特有的現(xiàn)象，只要是波在一定條件下都發(fā)生衍射現(xiàn)象，B錯誤，D正確；光的衍射和直線傳播是不矛盾的，它們是在不同條件下出現(xiàn)的兩種現(xiàn)象．障礙物的尺寸比光波波長大很多時，光是近似沿直線傳播的，障礙物的尺寸和光波波長相差不多，甚至比光波波長還小時，則產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象．C錯誤．1．光是一種波，衍射是它的一種傳播方式．但在一般情況下，由于障礙物尺寸較大,衍射現(xiàn)象很不明顯，光可近似地看做是直線傳播的．所以光沿直線傳播是近似規(guī)律．2．和機械波一樣，光波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象是有條件的．這個條件只是決定衍射現(xiàn)象是否明顯，而不是決定衍射現(xiàn)象能否發(fā)生．二、偏振現(xiàn)象1．為什么說偏振片對光的作用就像狹縫對于機械波的作用一樣?答案：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，只有沿著這個方向振動的光波才能通過偏振片,所以說偏振片對光的作用就像狹縫對機械波的作用．2．攝影師在拍攝池中的游魚、玻璃櫥窗里的陳列物時，為什么要在照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片？答案：攝影師拍攝時，由于水面和玻璃表面的反射光的干擾,景像不清楚，因為反射光是偏振光，照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片后，讓它的透振方向與反射光方向垂直，就可以減弱反射光而使景像清晰．3．學生討論:戴上偏振片眼鏡觀察水面時，能夠清楚地看到水中的游魚，不戴偏振片眼鏡直接觀察水面，則看不清水面下的物體，試解釋其中的道理．答案：在水面反射的光對人眼產(chǎn)生干擾，使人不能清楚地看到水面下的東西，從水面反射的光中包含很多偏振光，偏振片眼鏡可阻擋這些偏振光進入眼睛，則水中的情景可以比較清楚地被看到．在垂直于太陽光的傳播方向上,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(）．A．Q不動，旋轉(zhuǎn)偏振片P，屏上光的亮度不變B．Q不動，旋轉(zhuǎn)偏振片P，屏上光的亮度時強時弱C．P不動，旋轉(zhuǎn)偏振片Q，屏上光的亮度不變D．P不動，旋轉(zhuǎn)偏振片Q，屏上光的亮度時強時弱答案:BD解析:P是起偏器，它的作用是把太陽光(自然光）轉(zhuǎn)變?yōu)槠窆?，該偏振光的振動方向與P的透振方向一致,所以當Q與P的透振方向平行時，通過Q的光強最大；當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．1．自然光在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，沿所有方向振動；偏振光在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，沿某一特定的方向振動．2．自然光射到兩種介質(zhì)的交界面上，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．3．平時我們所看到的光,除直接從光源射來的以外都是偏振光．4．光波能發(fā)生偏振現(xiàn)象．說明光波是橫波．1．由下列哪些現(xiàn)象可以說明光是橫波（）．A．光的干涉和衍射現(xiàn)象B．光的色散現(xiàn)象C．光的全反射現(xiàn)象D．光的偏振現(xiàn)象答案：D解析：光能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，說明光是一種波，具有波動性；根據(jù)光的色散現(xiàn)象，說明同一介質(zhì)對不同光的折射率不同,也說明不同光在同一介質(zhì)中的速度不同；根據(jù)光的全反射現(xiàn)象，說明光由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)和由光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)會有不同的現(xiàn)象；光的偏振現(xiàn)象說明振動方向與光的傳播方向垂直，即說明光是橫波，所以正確選項為D．2．關于自然光和偏振光，以下說法正確的是（）．A．自然光包含著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)出的光都是自然光答案：BD解析：由定義可知，自然光沿著各個方向振動的光波的強度都相同，故A錯；透過一個偏振片的自然光成為偏振光，但偏振光經(jīng)過偏振片是不可以轉(zhuǎn)化為自然光的，故C錯，B、D為正確選項．3．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)象答案:A解析：反射現(xiàn)象、折射現(xiàn)象、衍射現(xiàn)象是一切波的特有現(xiàn)象，只有橫波才有偏振現(xiàn)象，故選項A正確．4．在單色的平行光照射單縫觀察衍射現(xiàn)象時，下列說法正確的是（）．A．縫越窄，衍射現(xiàn)象越明顯B．縫越寬，衍射現(xiàn)象越明顯C．照射光波長越短，衍射現(xiàn)象越明顯D．照射光波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯答案：AD解析:由發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件知，A、D正確．5．如圖所示，甲、乙兩幅圖是由同一種單色光分別