选修3-4_光的衍射好.ppt
第五节 光的衍射,第六节 光的偏振,学习目标,1、知道光的衍射现象，知道什么是光的衍射现象以及产生明显衍射现象的条件。能用衍射知识对生活中的现象进行解释和分析。2、初步了解衍射光栅。,学习目标,3、观察振动中的偏振现象，知道只有横波才有偏振现象。4、知道偏振光和自然光的区别，能运用偏振知识来解释生活中的一些常见光学现象。,光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射现象呢？如果有衍射现象，为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象呢？,水波、声波都会发生衍射现象，它们发生衍射的现象特征是什么？,一、光的衍射,光的直线传播,S,光的衍射,S,一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多,或者比波长更小时,激光束,调节狭缝宽窄,像屏,单缝衍射条纹特征,条纹不等间距，中央条纹亮而宽，两侧条纹较暗较窄，对称分布,观察下列衍射图样，分析衍射规律：,1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大,2、单缝不变时，光波波长大的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔越大,3、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮条纹为白色，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，内侧为紫色,单缝衍射规律,例1：用单色光分别通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时，它们的特点如何？,圆孔衍射,S,圆孔衍射,光直线传播形成的影（圆屏）,圆屏衍射,S,泊松亮斑,在其影子的中心有一个亮斑,小圆孔和小圆盘做衍射图样特点,比较:双缝干涉与单缝衍射图样,深 化 探 究(学生用书P61)三单缝衍射和双缝干涉的比较,4.如图所示是用游标卡尺两测脚间的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个现象.当游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从0.8mm逐渐变小时,所看到的四个图像的顺序是.,abcd,补充：衍射光栅,如果增加狭缝的个数，衍射条纹宽度变窄，亮度将增加。看课本教材,光的干涉和衍射现象表明光是一种波我们知道波有横波和纵波，那么，光波是横波还是纵波呢？,思考：,复习：横波和纵波的区别是什么？,在纵波中，振动方向总是跟波的传播方向在同一直线上在横波中，振动方向总是垂直于波的传播方向。注意：但不同的横波，振动方向可以不同对于一个确定的横波，它的振动方向是确定的,一、偏振现象,取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，就在软绳上形成一列横波.,现在，让软绳穿过一块带有狭缝的木板，如果狭缝与振动方向平行，则振动可以通过狭缝传到木板的另一侧（图甲）如果狭缝与振动方向垂直，则振动就被狭缝挡住而不能向前传播（图乙）,如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波，则无论狭缝怎样放置，弹簧上的纵波都可以通过狭缝传播到木板的另一侧（如下图）,受上面实验的启发，我们可以利用类似的实验来判断光波是横波还是纵波。,偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特定的方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片偏振片对光波的作用就像上图中的狭缝对于机械波的作用一样,形象说明偏振片的原理,通光方向,腰横别扁担进不了城门,现在利用偏振片代替上面的带有狭缝的木板，来做光学实验,当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变,当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱,当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零.,思考：为什么会产生上述现象？,1、太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同这种光叫做自然光.,2、自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之后，只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通过也就是说，通过第一个偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动这种光叫做偏振光,横波只沿着某一个特定的方向振动，称为波的偏振只有横波才有偏振现象,3、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片（称为检偏器）时，如果两个偏振片的透振方向平行，那么，通过第一个偏振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向平行，透射光的强度最大,4、如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂直，偏振光不能通过第二个偏振片，透射光的强度为零,所以，光是一种横波,光的偏振现象并不罕见除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光自然光射到两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之间的夹角恰好是90，这时，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直,光的偏振现象有很多应用如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物的照片时，由于水面或玻璃表面的反射光的干扰，常使景像不清楚如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰,二、偏振现象的应用,用偏光镜消除了反射偏振光 使玻璃门内的人物清晰可见,玻璃门表面的反光很强,用偏光镜减弱了反射偏振光,不加偏振片拍摄，橱窗中景物模糊不清,加偏振片拍摄，景物变清晰,汽车车灯,汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为了避免双方车灯的眩目，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。如驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45度角，那么，司机从前窗只能看到自已的车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，这样，汽车在夜间行驶时，即不要熄灯，也不要减速，可以保证安全行车。另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。,偏光镜头 立体电影,反馈达标：两个偏振片紧靠在一起将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过如果将其中的一片旋转180度，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象（）A、透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零B、透过偏振片的光强光增强，然后减少到非零的最小值C、透过偏振片的光强在整个过程中都增强D、透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强,分析：起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过；偏振方向平行时，光强度达到最大当其中一个偏振片转动180度的过程中，两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光先增强，又减小到零，选项A正确,再见,
