物理人教版(2019)选择性必修第一册4.5光的衍射(共43张ppt)
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光振动垂直于纸面
光振动在纸面内
新课讲授
三、偏振现象的应用
未使用偏振镜前
使用偏振镜后
新课讲授
三、偏振现象的应用
立体3D电影
新课讲授
做一做：
新课讲授
四、激光的特点及其应用
1.相干性：激光是一种人工产生的相干光。 相干性应用：光纤通讯、激光全息技术
2.平行度非常好：从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散 成直径lm多的光斑，因此激光在地面上传播时，可以看成是不发散的。
课堂小结
明显衍射条件：障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。
单缝衍射图样特征
光的衍射
各类孔的衍射图样特征
光 的
泊松亮斑
衍
射
衍射光栅
课堂小结
偏振光的特点
光的偏振 偏振光的获得
光是横波
偏振现象的应用
激光
特点
相干性 平行度好 亮度好
应用
课堂练习
1．关于光的衍射现象，下列说法正确的是（ A ）
②单缝不变时，光波波长的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔越大．
③白光的单缝衍射条纹为中央亮，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色， 靠近光源的内侧为紫色．
新课讲授
光 的 干 涉 和 衍 射 图 样 比 较
新课讲授
5.干涉条纹与衍射条纹的区别
（1）干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱较慢。
（2）衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗相间的条纹，亮条纹的亮 度向两边减弱得很快。
新7.课泊讲松授亮斑
(1)实验：光经一个不透明圆盘。 (2)现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。
8.光的直线传播的条件
只有在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，光才可以看 作是沿直线传播的。
新课讲授
用羽毛做光栅衍射实验
新课讲授
二、衍射光栅
(1)什么是衍射光栅？ 由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器。
高选二择物性理必（修人第教一版册2019）
§4-5 光的衍射
第四章 光
观察 与
思考
光的干涉现象说明光是一种波，衍射也是波特有的一种性质， 那为什么我们看到的是“光沿直线传播”呢？
新课讲授
一、光的衍射
1.光的衍射： 光离开直线路径绕过障碍物阴影里去的现象叫做光的衍 射现象。
2.明显衍射的条件：障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。
3.横波能够发生偏振现象而纵波不能发生偏振现象，这就是横波与纵波 的一个区别。
思考与讨论： (1)光的干涉和衍射说明光具有波动性，那么光波是横波还是纵波呢？ (2)如何判断某种波是横波，还是纵波？ ——有无偏振现象
新课讲授
二、光的偏振
1.偏振片：一种由高分子薄膜制成的光学器件，每个偏振片都有一个特定的方向，只 有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫做“透振方向”。
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。
新课讲授
3.光是一种横波
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。
课堂练习
2．研究光的波动现象的实验装置如图甲所示，实验中光屏上得到了如图乙所示的图
样。下列说法正确的是（ D ）
A．挡板上有两条平行的狭缝 B．减小激光器和狭缝间的距离，中央亮条纹将变窄 C．增大狭缝和光屏间的距离，中央亮条纹将变窄 D．将红色激光换成蓝色激光，中央亮条纹将变窄
课堂练习
【答案】D 【详解】A．由图乙条纹特点可知是衍射形成的条纹间距与单缝宽度、缝到屏的距离以及光的波长有关， 与激光器和狭缝间的距离无关，即减小激光器和狭缝间的距离，中央亮条纹宽度将不 变；增大狭缝和光屏间的距离，中央亮条纹将变宽；将红色激光换成蓝色激光，波长 变短，则中央亮条纹将变窄。故BC错误，D正确。 故选D。
一、偏振 1.在横波中，振动方向总是垂直于波的传播方向.
我们把这种现象称为横波的偏振现象
(1)偏振现象：在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动的波叫波的偏振现象。 (2)偏振方向：横波的振动方向称为“偏振方向”。
新课讲授
2.纵波不发生偏振现象
一列纵波，以这列纵波的传播方向为轴，无论我们怎么旋转第二块木板，纵 波都能通过。也就是说纵波不发生偏振现象。
3.物理意义：光的衍射现象证明光是一种波。
4.单缝衍射
（1）单缝衍射条纹的特征 ①中央亮纹宽而亮 ②两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗
观察下列衍射图样，分析衍射规律： 不同缝宽的单缝衍射
不同色光的单缝衍射
新课讲授
（2）不同色光或不同宽度单缝衍射条纹的特征 ①波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大．
应用：测距、测速、信息存储和阅读
手提激光测距仪
手持式雷达测速仪
新课讲授 3.亮度高：所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率，自然光源亮 度最高的是太阳，而目前的高功率激光器，亮度可达太阳的1万倍。
应用：工业切割、焊接；医学“光刀”；利用强激光产生的高压引发核聚变。
氧化熔化激光切割
激发核聚变
A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹 B．白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹 C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了干涉 D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射
课堂练习
【答案】A 【详解】AB．红光照到狭缝上产生的衍射图样是红暗相间的直条纹，白 光的衍射图样是彩色条纹，故A正确，B错误； C．光照到不透明小圆盘上，在其阴影中心处出现亮点，是衍射现象，故 C错误； D．光照到大圆孔上出现大光斑，大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成 的，不能认为不存在衍射现象，故D错误。 故选A。
实
箭头表示
物
透振方向
示意图
新课讲授
光的偏振现象
2.偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动的光叫偏振光。
自然光
偏振光
P 起偏器
Q 检偏器
光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光。 光振动沿着特定方向的光就是偏振光。
新课讲授
甲
P
乙
P
丙
P
明
明 （弱）
Q
暗
Q
新课讲授 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。
(2)光栅衍射图样特点与单缝衍射相比有怎样的变化？
衍射图样特点与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加。
选高择二性物必理修（第人一教册版2019）
§4-6 光的偏振 激光
第四章 光
新课引入 观察与思考：
在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，如果不戴这副眼镜，银幕上的 图像就模糊不清了。这是为什么？
光振动在纸面内
新课讲授
三、偏振现象的应用
未使用偏振镜前
使用偏振镜后
新课讲授
三、偏振现象的应用
立体3D电影
新课讲授
做一做：
新课讲授
四、激光的特点及其应用
1.相干性：激光是一种人工产生的相干光。 相干性应用：光纤通讯、激光全息技术
2.平行度非常好：从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散 成直径lm多的光斑，因此激光在地面上传播时，可以看成是不发散的。
课堂小结
明显衍射条件：障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。
单缝衍射图样特征
光的衍射
各类孔的衍射图样特征
光 的
泊松亮斑
衍
射
衍射光栅
课堂小结
偏振光的特点
光的偏振 偏振光的获得
光是横波
偏振现象的应用
激光
特点
相干性 平行度好 亮度好
应用
课堂练习
1．关于光的衍射现象，下列说法正确的是（ A ）
②单缝不变时，光波波长的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔越大．
③白光的单缝衍射条纹为中央亮，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色， 靠近光源的内侧为紫色．
新课讲授
光 的 干 涉 和 衍 射 图 样 比 较
新课讲授
5.干涉条纹与衍射条纹的区别
（1）干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱较慢。
（2）衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗相间的条纹，亮条纹的亮 度向两边减弱得很快。
新7.课泊讲松授亮斑
(1)实验：光经一个不透明圆盘。 (2)现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。
8.光的直线传播的条件
只有在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，光才可以看 作是沿直线传播的。
新课讲授
用羽毛做光栅衍射实验
新课讲授
二、衍射光栅
(1)什么是衍射光栅？ 由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器。
高选二择物性理必（修人第教一版册2019）
§4-5 光的衍射
第四章 光
观察 与
思考
光的干涉现象说明光是一种波，衍射也是波特有的一种性质， 那为什么我们看到的是“光沿直线传播”呢？
新课讲授
一、光的衍射
1.光的衍射： 光离开直线路径绕过障碍物阴影里去的现象叫做光的衍 射现象。
2.明显衍射的条件：障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。
3.横波能够发生偏振现象而纵波不能发生偏振现象，这就是横波与纵波 的一个区别。
思考与讨论： (1)光的干涉和衍射说明光具有波动性，那么光波是横波还是纵波呢？ (2)如何判断某种波是横波，还是纵波？ ——有无偏振现象
新课讲授
二、光的偏振
1.偏振片：一种由高分子薄膜制成的光学器件，每个偏振片都有一个特定的方向，只 有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫做“透振方向”。
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。
新课讲授
3.光是一种横波
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。
课堂练习
2．研究光的波动现象的实验装置如图甲所示，实验中光屏上得到了如图乙所示的图
样。下列说法正确的是（ D ）
A．挡板上有两条平行的狭缝 B．减小激光器和狭缝间的距离，中央亮条纹将变窄 C．增大狭缝和光屏间的距离，中央亮条纹将变窄 D．将红色激光换成蓝色激光，中央亮条纹将变窄
课堂练习
【答案】D 【详解】A．由图乙条纹特点可知是衍射形成的条纹间距与单缝宽度、缝到屏的距离以及光的波长有关， 与激光器和狭缝间的距离无关，即减小激光器和狭缝间的距离，中央亮条纹宽度将不 变；增大狭缝和光屏间的距离，中央亮条纹将变宽；将红色激光换成蓝色激光，波长 变短，则中央亮条纹将变窄。故BC错误，D正确。 故选D。
一、偏振 1.在横波中，振动方向总是垂直于波的传播方向.
我们把这种现象称为横波的偏振现象
(1)偏振现象：在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动的波叫波的偏振现象。 (2)偏振方向：横波的振动方向称为“偏振方向”。
新课讲授
2.纵波不发生偏振现象
一列纵波，以这列纵波的传播方向为轴，无论我们怎么旋转第二块木板，纵 波都能通过。也就是说纵波不发生偏振现象。
3.物理意义：光的衍射现象证明光是一种波。
4.单缝衍射
（1）单缝衍射条纹的特征 ①中央亮纹宽而亮 ②两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗
观察下列衍射图样，分析衍射规律： 不同缝宽的单缝衍射
不同色光的单缝衍射
新课讲授
（2）不同色光或不同宽度单缝衍射条纹的特征 ①波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大．
应用：测距、测速、信息存储和阅读
手提激光测距仪
手持式雷达测速仪
新课讲授 3.亮度高：所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率，自然光源亮 度最高的是太阳，而目前的高功率激光器，亮度可达太阳的1万倍。
应用：工业切割、焊接；医学“光刀”；利用强激光产生的高压引发核聚变。
氧化熔化激光切割
激发核聚变
A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹 B．白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹 C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了干涉 D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射
课堂练习
【答案】A 【详解】AB．红光照到狭缝上产生的衍射图样是红暗相间的直条纹，白 光的衍射图样是彩色条纹，故A正确，B错误； C．光照到不透明小圆盘上，在其阴影中心处出现亮点，是衍射现象，故 C错误； D．光照到大圆孔上出现大光斑，大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成 的，不能认为不存在衍射现象，故D错误。 故选A。
实
箭头表示
物
透振方向
示意图
新课讲授
光的偏振现象
2.偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动的光叫偏振光。
自然光
偏振光
P 起偏器
Q 检偏器
光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光。 光振动沿着特定方向的光就是偏振光。
新课讲授
甲
P
乙
P
丙
P
明
明 （弱）
Q
暗
Q
新课讲授 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。
(2)光栅衍射图样特点与单缝衍射相比有怎样的变化？
衍射图样特点与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加。
选高择二性物必理修（第人一教册版2019）
§4-6 光的偏振 激光
第四章 光
新课引入 观察与思考：
在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，如果不戴这副眼镜，银幕上的 图像就模糊不清了。这是为什么？