高中物理5.3-5.4光的衍射与偏振激光课件-4

样，立体感较强，选项D正确；由于激光亮度 高、能量大，在切割皮肤的同时，也能杀灭
细菌，所以选项C正确．
答案 ACD
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高中物理·选修3-4·教科版
第3讲 光的衍射与偏振 激光
第三章 电磁振荡 电磁波
3.1-3.1 电磁振荡 电磁场和电磁波
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第3讲 光的衍射与偏振 激光
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2．无阻尼振荡和阻尼振荡
(1)在电磁振荡中，如能量果损没失有
，
振荡将永远持续下去，振保荡持电不变流的振幅应该
永远
，这种振荡叫做无阻尼振荡，
如图3－1－1(甲)．
图3－1－1
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在
，这种光叫
线偏振光．
2．自振然动方光向：通常光源发出的线光偏振(包光括太阳光) 是由大量
的、 组成的，
不同而互不相干的
称为自然光．
3．光的偏振现象进预习一导学步证课实堂讲光义是横对点波练习．
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三、激光
1 ． 激 强度大光、方向的性好 特 殊 性
起变化的电场……于是，变化的电场和变化
的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，
称为电磁场．
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答案 C
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四、激光的应用
1．激光加工、激光医学(强度大、能量高度 集中)．
2．激光雷达测距、测速、光盘(方向性好， 结合多普勒效应)．
3．激光全息照相、激光检测(相干性好)． 4．激光通信(覆盖波段宽而且可调谐)．
需要的时间叫做周期.1
s内完成周期性变化的 次数 叫频率．
(2)振荡电路里发生 无阻尼 振荡时的周期和频率叫做振荡
电路的固有周期、固有频率，简称振荡电路的周期和频率．
(3)LC电路的周期T和频率f跟电感线圈的电感L和电容器的电
容C的关系是T＝2π
LC、f＝2π
1 LC.
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3．自然光和偏振光
自然光
偏振光
光 的 直接从光源发出 来 的光 源
自然光通过起偏 振器后的光
光 在垂直于光的传 在垂直于光的传 的 播方向的平面内， 播方向的平面内， 振 光振动沿所有方 光振动沿某一特 动 向，且沿各个方 定方向(与起偏
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质：相干性好
、单色性
好、
谐检．测
通信
、加覆工盖波段宽而且可调
医学
2．激光具有广泛的应用、如激光 光全息照相、激
、激
光
、激光
照排、光盘等.
、激光
、激光
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第3讲 光的衍射与偏振 激光
一、对光的衍射的理解
1．光产生明显衍射的条件
障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长相比， 甚至比光的波长小．
或
．
(2)特点：
较宽较亮
①明暗单相色间光：中央有一条 纹，两边是对称白
很快减弱的条
彩色条纹
而 两边
的条纹波，动亮条纹的强度向 ．
②白光：中央是一条 条纹，两边是很快
减弱的
．预习导学
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二、光的偏振
1 ． 线 偏 振 光 ： 如 果 光一振个平动面 的 方 向 限
(2)由于电路中有电阻，电路中的能量有内一能部
分要转化成
，还辐有射一部分能量以电磁波
的形式
到周围空间去了．这逐样渐，减小振荡电
路中的能量逐渐损耗，振荡电流的振
幅
，直到停止振荡．这种振荡
叫做阻尼振荡．如图3－1－1(乙)．
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3．电磁振荡的周期和频率 (1)电磁振荡完成一次 周期性变化
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4.偏振现象的应用举例 (1)在摄影中的应用：在镜头前安装一片偏
振滤光片，可以阻挡反射光进入镜头． (2)电子表的液晶显示屏：在两块透振方向
垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，可以控 制光线显示数字． (3)夜晚行车时，车灯眩光的消除用的就是 光的偏振原理． (4)立体电影也利用了光的偏振原理．
图5－3－3
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解析 白炽灯光包含各方向的光，且各个方 向的光强度相等，所以旋转偏振片P时各方向 透射光强度相同，故A点光的强度不变；白炽 灯光经偏振片P后为偏振光，当P旋转时，只 有与Q的偏振方向一致时才有光透过Q，因此 B点的光强有变化，选项C正确．
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一、光的衍射
1．概念：光通过很小的狭缝(或圆孔)时， 明显直线地传偏播离
了
方向，在屏上散开到相
当大的范围，
这种现象叫做光的衍射．
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2．衍射图像
(1) 定 义 ： 衍 射 时 产光生环 的 明 暗 条 纹
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【例3】 如图5－3－3所示，白炽灯的右侧
依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之
间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，A、B两
点光的强度变化情况是
()
A．A、B均不变
B．A、B均有变化
C．A不变，B有变化
D．A有变化，B不变
2．衍射图样的特点
(1)单缝衍射：①单色光通过狭缝时，在屏 幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条 纹．中央条纹最宽最亮，两侧的亮纹逐渐变 暗变窄；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色 条纹，中央为白条纹．
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②波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条 纹间距大；单缝不变时，光波波长大的中央 条纹宽，条纹间距大．
电容器将进行
逐渐，增线强 圈的磁场逐渐减
弱，电容器里的电场
磁场能 ，磁场能电逐场能渐
转化为电场能．充电完毕，电流减小为零，
全部转化为
预.习此导学后电课容堂讲器义 再放对点电练习，再充
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(3)电磁振荡
电容器不断地充电和放电，电周路期中性就出现了 变化的振荡电流，这种现象叫做电磁振荡．
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第五章 光的波动性
5.3-5.4 光的衍射与偏振 激光
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[目标定位] 1.知道光产生明显衍射现象的条 件，了解几种不同衍射现象的图样.2.能用衍 射知识对生活中的现象进行解释和分析.3.认 识光的偏振现象，知道光是横波.4.知道偏振 光和自然光的区别，能用偏振知识来解释生 活中的一些常见光学现象.5.了解激光的特性 及应用．
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二、电磁场和电磁波
1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设
(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场．
(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场．
2．电磁场
如果在空间某不区均域匀变有化
的电场，那
么这个变化的电场就在磁它场 周围空间引起变化
的
，这个变化的磁场又在它周围空间引
(2)圆孔衍射：光通过小孔(孔很小)时，在光屏 上出现明暗相间的圆环．如图5－3－1所示．
图5－3－1
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(3)圆板衍射(泊松亮斑)
①若在单色光(如激光)传播途中放一个较小的 圆形障碍物，会发现在影的中心有一个亮斑， 这就是著名的泊松亮斑．衍射图样如图5－3 －2所示．
距变宽
D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距 变宽
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解析 当单缝宽度一定时，波长越长，衍射 现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远， 条纹间距也越大，A、C正确；当光的波长一 定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条 纹间距越大，B错误；光的波长一定、单缝宽 度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条 纹间距也会变宽，D正确．
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一、电磁振荡
1．振荡电流的产生 电磁振荡
(1)振荡电流和振荡电路
①振荡电流：大方向小和 性迅速变化的电流．
都随时间做周期
②振荡电路：能够振荡产电生流
路电容．器由C
和
线圈L的电

组成的电路是最简单的振荡电
路，称为LC振荡电路．
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图5－3－2
②中央是亮斑，圆板阴影的边缘是模糊的， 在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环．
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【例1】 在单缝衍射实验中，下列说法正确 的是 ( )
A．将入射光由黄光换成绿光，衍射条纹 间距变窄
B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄 C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间
形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同 一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮 纹)．则在下面的四个图中，哪个图是蓝光形 成的干涉图样( )
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解析 双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条 纹，所有条纹宽度相同且等间距；波长越短， 条纹间距越小，故A是蓝光通过同一个双缝干 涉仪器形成的干涉图样，C是红光；单缝衍射 条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小 越暗；波长越长，中央亮条纹越宽，故B、D 是衍射图样；因紫光比黄光波长短，所以B是 紫光的衍射条纹，D是黄光．选项A正确．
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2．相同点 (1)都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠
加时加强或削弱的结果．
(2)都是波特有的现象，表明光是一种波．
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【例2】 如图所示的4种明暗相间的条纹， 是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器
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解析 激光平行度好，即使在传播了很远的 距离之后，它仍保持一定的强度，此特点可 用于激光测距，选项A正确；激光的亮度高，
能量十分集中，可用于金属加工、激光医疗、
激光美容、激光武器等，选项B错误；激光具 有很高的相干性，可用于全息照相，由于它
记录了光的相位信息，所以看起来跟真的一
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【例4】 下列说法正确的是 ()
A．激光可用于测距 B．激光能量十分集中，只可用于加工金
属材料
C．外科研制的“激光刀”可以有效地减 少细菌的感染
D．激光可用于全息照相，有独特的特点
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(2)电磁振荡的过程
放电过程：由于电感线圈对交变电流的阻碍
作 用 ， 放 电 电 流 由 零逐逐渐渐增强增 大 ， 线 圈 产 生 的
磁场
，电容器里的电场电逐场渐能 减弱，
电全磁部场场转能能化逐为渐
转
化
为
磁场 ．
能
．
放
电
完
毕
后
，
充自原来感电的作过方用程向，：电电流容保器持放电完毕后反，向由充于电继线续圈流的动，
[目标定位] 1.了解振荡电流、振荡电路及LC 电路的振荡过程，会求LC电路的周期与频率.2. 了解阻尼振荡和无阻尼振荡.3.了解麦克斯韦 电磁场理论的基本观点以及在物理学发展史 上的意义.4.了解电磁波的特点及其发展过程， 通过电磁波体会电磁场的物理性质．
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答案 A
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三、对光的偏振的理解
1．偏振片上的“狭缝”表示透振方向，而不 是刻上的真实狭缝．
2．只要光的振动方向不与透振方向垂直，都 可以不同程度地通过偏振片，不过强度要比 振动方向与透振方向平行的光弱一些．
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答案 ACD
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第3讲 光的衍射与偏振 激光
二、单缝衍射与双缝干涉的比较 1．不同点
(1)产生条件单双缝缝衍干射涉：：只频要率狭相缝同足的够两小列光波相遇叠加
(2)图样单 两缝 侧衍 亮射 条的 纹图 变样 暗是 变中 窄央为最宽最亮的亮条纹， 双缝干涉的图样是亮度相同的等间距的条纹