(人教版)高中物理选修3-4(同步课件)第十三章 光 13.6

物理 选修3-4
第十三章 光
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2．通过偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的灯光或窗外 的光，同时转动偏振片，你感觉到的明暗有没有明显的变化？玻 璃表面、光滑桌面反射的光是偏振光吗？
【点拨】 明暗有明显变化．因为玻璃表面、光滑桌面的反 射光及玻璃折射的光都是偏振光．
答案： BD
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3－1：两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一 盏灯前面以致没有光通过．如果将其中的一片旋转 180°，在旋转 的过程中，将会产生( )
A．透过偏振片的光先增强，然后又减少到零 B．透过偏振片的光先增强，然后又减少到非零的最小值 C．透过偏振片的光在整个过程中都增强 D．透过偏振片的光先增强，再减弱，然后又增强
一、光的衍射
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1．衍射现象和衍射条纹
(1)衍射现象：光通过很窄的缝或很小的孔时，光没有沿 __直__线__传播，而是绕过缝或孔的边缘传播到_相__当__宽___的地方的现
象．
(2)衍射条纹特点：衍射条纹是一些_明__暗___相__间__的条纹，中央
条纹最_宽___、最_亮___，离中央条纹越远，亮条纹的宽度越_小___， 亮度越_低___．
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3．不透明小圆板的衍射图样
(1)泊松亮斑图样中的亮环或暗环间距随半径增大而减小，如
图所示．
(2)圆板衍射与圆孔衍射的比较：
异同点
种类 圆板衍射
圆孔衍射
中心亮斑 较小
较大
不
亮暗环间距 随半径增大而减小 随半径增大而增大
同
背景
明亮
黑暗
点
相同点
均为明暗相间圆环，中心均有亮斑
答案： ACD
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单缝衍射与双缝干涉的比较
项目
名称 单缝衍射
双缝干涉
只要狭缝足够小，任何 频率相同的两列光
产生条件
光都能发生
波相遇叠加
不
条纹宽度不等，中央最
条纹宽度
条纹宽度相等
同
宽
点 条纹间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距
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解析： 当两个偏振片的偏振方向垂直时，没有光通过； 当两个偏振片的偏振方向平行时，通过的光达最强．将其中的一 片旋转 180°的过程中，两偏振片的偏振方向由垂直到平行再到垂 直，所以通过的光先增强，然后又减少到零．
答案： A
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解析： 自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振 片后，透射光是只有沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发 出的光为自然光，则 A 错；它通过 A 偏振片后即变为偏振光，则 B 对；设通过 A 的光沿竖直方向振动，则 B 偏振片只能通过沿水 平方向振动的偏振光，则 P 点无光亮，将 B 转过 90°时，偏振光 与 B 偏振片平行，偏振光就能通过偏振片在 P 处就可看到光亮， D 项正确．
答案： AD
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光的 来源
光的振 动方向
自然光和偏振光的比较
自然光(非偏振光)
偏振光
自然光通过起偏器后
直接从光源发出的光 的光或由某种介质反射
或折射的光
在垂直于光的传播方 在垂直于光的传播方
向的平面内，光振动沿所 向的平面内，光振动沿
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2．自然光和偏振光 (1)自然光：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，沿着各个方向振动 的光波的强度都__相___同． (2)偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的 方向振动的光．
亮度
中央条纹最亮，两边最 条纹清晰，亮度基本
暗
相等
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都有明暗相间的条纹，条纹都是光波
成因
相同点
叠加时加强或削弱的结果
意义 都是波特有的现象，表明光是一种波
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解析： 光的干涉现象和光的衍射现象都是波的特有现象， 都是光波叠加的结果，光的干涉条纹是彩色的，光的衍射条纹也 是彩色的，只是条纹间距特点及亮度特点不同而已．
答案： D
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2－1：用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实 验，比较屏上的条纹，下列说法中正确的是( )
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◎ 教材资料分析 〔做一做〕——教材 P65 1．将一个偏振片放于眼睛的前方，观察通过窗户进入室内的 自然光，转动偏振片，你感觉到的明暗有没有明显的变化？ 【点拨】 无明显变化．因为自然光包含在垂直传播方向上 一切方向的光，且沿各个方向振动的光波的强度相同．
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二、光的偏振 1．横波与纵波的特点：横波中各点的振动方向总与波的传播 方向_垂__直___．纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向在 __同__一__直___线___上．__横___波有偏振现象．
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(2)只有横波才能发生偏振现象，光是横波．
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如图所示，电灯 S 发出的光先后 经过偏振片 A 和 B，人眼在 P 处迎着入射光 方向，看不到光亮，则( )
A．图中 a 光为偏振光 B．图中 b 光为偏振光 C．以 SP 为轴将 B 转过 180°后，在 P 处将看到光亮 D．以 SP 为轴将 B 转过 90°后，在 P 处将看到光亮
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2．圆孔衍射图样 (1)中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明 暗相间的同心圆环，且越靠外圆形亮条纹的亮度 越弱，宽度越小(如图)． (2)只有圆孔足够小时，才能得到明显的衍射图样．在圆孔由 较大直径逐渐减小的过程中，光屏依次得到几种不同现象：圆形 亮斑(光的直线传播)，光源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍 射图样)、完全黑暗．
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3．将偏振片叠放在数字式电子表的液晶显示屏上，观察显示 屏亮度的变化．为什么沿不同方向放置时会有不同的亮度？
【点拨】 因为电子表的液晶数字显示屏上、下两板面处有 两片偏振片，将偏振片放置在显示屏上，使进入上表面的光的强 度发生变化，导致显示屏亮度变化.
偏振现象 (1)照相机镜头前加滤光片
的应用 (2)电子表的液晶显示
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三种衍射图样的特点比较 1．单缝衍射图样 (1)缝变窄，通过的光变少，而光分布的范围更宽，所以亮纹 的亮度降低． (2)中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽 度有关，入射光波长越大，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹 间距就越大． (3)用白光做单缝衍射时，中央亮条纹是白色的，两边是彩色 条纹，中央亮条纹仍然最宽、最亮．
答案： D
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1－1：在单缝衍射实验中，下列说法中正确的是 ()
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，衍射条纹间距变宽 D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽
(3)光产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长 _小___或跟波长相差_不__多___．
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2．衍射光栅 (1)衍射光栅的结构：由许多_等__宽___的狭缝_等___间__距___排列起 来形成的光学仪器． (2)衍射图样的特点：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度 __变__窄__，亮度_增__加___． 3．衍射光栅的种类：反射光栅、透射光栅．
关于光的干涉和衍射现象，下列说法正确的是( ) A．光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的 叠加原理 B．光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是黑白相间的 C．光的干涉现象说明具有波动性，光的衍射现象不能说明 这一点 D．光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果
Hale Waihona Puke 物理 选修3-4第十三章 光
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有方向，且沿各个方向振 某一特定方向(与起偏 动的光波的强度都相同 器透振方向一致)
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(1)偏振现象在生活中非常普遍，并不是只有自然 光通过偏振片后才变为偏振光，生活中除光源直接发出的光外， 我们看到的绝大部分光都是偏振光，如自然光射到水面时的反射 和折射光线，尤其是二者互相垂直时，都是典型的偏振光，并且 是完全偏振光，振动方向相互垂直．
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解析： 由题图可知中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布 着明暗相间的同心圆环，且越向外圆形条纹宽度越小，可判断此 图样为圆孔衍射图样，故 D 选项正确；有的同学误选为 A，要注 意很小的不透明的圆板产生的图样中心也是亮点，但其周围有一 个大的阴影区，在阴影区的边缘有明暗相间的圆环，它与圆孔衍 射的图样是不同的．
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5.光的衍射 6．光的偏振
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自学线索
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(3)用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不 同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大．
(4)白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围 是彩色同心圆环．
(5)圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱．
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解析： 该题考查决定衍射条纹宽度的物理量．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；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；光的波长一定、单缝宽度也一 定时，若增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变宽．故选项 A、C、D 正确．
A．双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹 B．单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹 C．双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹 D．单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹
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解析： 干涉条纹是等间距且亮度基本一致的，而衍射条 纹间距不相等，且中央亮条纹最亮、最宽，两侧依次宽度减小， 亮度降低，故 A、D 正确．
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在一次观察光衍射的实验中，观察到如图所示的清晰 的明暗相间图样(黑线为暗纹)，那么障碍物应是( )
A．很小的不透明的圆板 B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板 C．很大的不透明圆板 D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板
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3．光的偏振
只有沿偏振片的“_透__振___方向”振动的 偏振现象
光波才能通过偏振片
结论
偏振现象表明，光是一种横波
偏振光的 形成
(1)自然光通过_偏__振__片___后，得到偏振光 (2)自然光在介质表面反射时，_反__射___光和 __折__射__光都是偏振光