光的衍射与偏振(有动画)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Fra Baidu bibliotek
不同缝宽的单缝衍射
不同色光的单缝衍射
圆孔衍射
S
*
H
P
单缝衍射
S
G
*
圆屏衍射
泊松亮斑
2、圆孔衍射
当光波射到小圆孔时，也会产生衍射现象。
圆孔衍射
A S
1、 孔较大时——屏上 出现清晰的光斑
B
2、 孔较小时——屏上出 现衍射花样
圆屏衍射
泊松亮斑
3、其他衍射图样
钢针的 衍射
圆孔衍 射
圆屏衍 射
偏振现象的应用：偏光眼镜
偏振现象的应用：液晶显示
• 液晶显示器是一个由上下两片导电玻制成的 液晶盒，盒内充有液晶，四周用密封材料— —胶框密封，盒的两个外侧贴有偏光片。
偏振现象的应用：液晶显示
如果有光线进入,通过第 一个偏振片后，将被液晶 分子逐渐改变偏振方向.由 于光线沿着分子排列的方 向传播，光线最终将从另 一端射出． 如果两玻璃板之间加上 电压，分子排列方向将与 电场方向平行，光线由于 不能扭转将不会通过第二 个极板．
1、 孔较大时——屏上 出现清晰的光斑
B
2、 孔较小时——屏上出 现衍射花样
圆屏
泊松亮斑
光的衍射与偏振
一、光的衍射
光的干涉有力地证明了光是一种波，具 有波的特性。那它一定能发生衍射现象。 大量实验表明：
当缝很大时，光沿直线传播，减小缝宽，亮斑 随之减小，当缝宽调得很窄时，亮斑不但不继续 减小，反而变大，偏离原来直线传播方向，成为 明暗相间的条纹。
复习：机械波的衍射现象 机械波可以绕过小孔或障碍物而继续向 前传播的现象, 叫做波的衍射.
产生明显衍射现象的条件：
只有缝的宽度或障碍物的 尺寸跟波长相差不多,或者比波 长更小时，波将产生明显的衍 射现象。
图中的波长λ
(两亮条纹间距离)
尺寸接近
明显衍射
缝的宽度d
圆孔
S
*
H
P
单缝
S
G
*
圆孔衍射
A S
偏振现象的应用：拍摄
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．
偏振现象的应用：偏光眼镜
在观察某些实物时，由于物体表面强烈的反 射光的干扰看不清楚．如果在戴上加了偏光镜的眼 镜，使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．
单缝宽度变化，中央明纹宽度如何变化？
入射波长变化，衍射效应如何变化 ?
越大， 1越大，衍射效应越明显.
偏振现象的应用：液晶显示
• 液晶显示器就是利用 这一特性，在上下两 片栅栏相互垂直的偏 光板之间充满液晶， 利用电场控制液晶的 转动．不同的电场大 小就会形成不同的灰 阶亮度．
光的偏振证明光是一种横波。
检 偏
起偏器 检偏器
5.光波的偏振现象的应用
光的偏振现象很常 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。
偏振片:由特定的材料制成，它 上面有一个特殊的方向（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 就像狭缝对于机械波中绳波的 作用一样．
• 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．但亮度比没有 加偏振片时要暗一些。
当加两块偏振片时，透射 光的强度比通过一块偏振 片时要弱．透振方向平行 时，透射光的强度最大． 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.
二、光的偏振
1.横波的偏振现象
结论：只有横波才 具有偏振现象！
光的波动性 光波是横波
机械横波与纵波的区别 机 械 波 穿 过 狭 缝
光的干涉、衍射 . 光的偏振 .
2.实验：光波的偏振现象
受机械 波相关 实验的 启发， 由光波 是否具 有偏振 的特性， 可以判 断光波 是横波 还是纵 波．
3.光波的偏振现象分析
4.光波的偏振现象产生的原因
（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。
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。
（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。
1.光的衍射：光离开直线路径绕到障碍物
阴影区域内继续传播的现象叫做光的衍射。
任何障碍物都可以使光发生衍射，衍
射现象是波所特有的现象。
2.产生明显衍射的条件：障碍物或小孔的 尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小。
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．
泊松亮斑
光的干涉和光的衍射的比较 1、光的干涉和衍射图样区别 双缝干涉图样特点： 明暗相间、等间距、等亮度 明暗相间、中间较宽较亮，两 单缝衍射图象特点： 边对称亮度渐减弱 2、双缝干涉和单缝衍射都是光波叠加的结果，只 是干涉条纹是有限的几束光的叠加，而衍射条纹 可认为是极多且复杂的相干光的叠加。
不同缝宽的单缝衍射
不同色光的单缝衍射
圆孔衍射
S
*
H
P
单缝衍射
S
G
*
圆屏衍射
泊松亮斑
2、圆孔衍射
当光波射到小圆孔时，也会产生衍射现象。
圆孔衍射
A S
1、 孔较大时——屏上 出现清晰的光斑
B
2、 孔较小时——屏上出 现衍射花样
圆屏衍射
泊松亮斑
3、其他衍射图样
钢针的 衍射
圆孔衍 射
圆屏衍 射
偏振现象的应用：偏光眼镜
偏振现象的应用：液晶显示
• 液晶显示器是一个由上下两片导电玻制成的 液晶盒，盒内充有液晶，四周用密封材料— —胶框密封，盒的两个外侧贴有偏光片。
偏振现象的应用：液晶显示
如果有光线进入,通过第 一个偏振片后，将被液晶 分子逐渐改变偏振方向.由 于光线沿着分子排列的方 向传播，光线最终将从另 一端射出． 如果两玻璃板之间加上 电压，分子排列方向将与 电场方向平行，光线由于 不能扭转将不会通过第二 个极板．
1、 孔较大时——屏上 出现清晰的光斑
B
2、 孔较小时——屏上出 现衍射花样
圆屏
泊松亮斑
光的衍射与偏振
一、光的衍射
光的干涉有力地证明了光是一种波，具 有波的特性。那它一定能发生衍射现象。 大量实验表明：
当缝很大时，光沿直线传播，减小缝宽，亮斑 随之减小，当缝宽调得很窄时，亮斑不但不继续 减小，反而变大，偏离原来直线传播方向，成为 明暗相间的条纹。
复习：机械波的衍射现象 机械波可以绕过小孔或障碍物而继续向 前传播的现象, 叫做波的衍射.
产生明显衍射现象的条件：
只有缝的宽度或障碍物的 尺寸跟波长相差不多,或者比波 长更小时，波将产生明显的衍 射现象。
图中的波长λ
(两亮条纹间距离)
尺寸接近
明显衍射
缝的宽度d
圆孔
S
*
H
P
单缝
S
G
*
圆孔衍射
A S
偏振现象的应用：拍摄
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．
偏振现象的应用：偏光眼镜
在观察某些实物时，由于物体表面强烈的反 射光的干扰看不清楚．如果在戴上加了偏光镜的眼 镜，使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．
单缝宽度变化，中央明纹宽度如何变化？
入射波长变化，衍射效应如何变化 ?
越大， 1越大，衍射效应越明显.
偏振现象的应用：液晶显示
• 液晶显示器就是利用 这一特性，在上下两 片栅栏相互垂直的偏 光板之间充满液晶， 利用电场控制液晶的 转动．不同的电场大 小就会形成不同的灰 阶亮度．
光的偏振证明光是一种横波。
检 偏
起偏器 检偏器
5.光波的偏振现象的应用
光的偏振现象很常 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。
偏振片:由特定的材料制成，它 上面有一个特殊的方向（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 就像狭缝对于机械波中绳波的 作用一样．
• 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．但亮度比没有 加偏振片时要暗一些。
当加两块偏振片时，透射 光的强度比通过一块偏振 片时要弱．透振方向平行 时，透射光的强度最大． 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.
二、光的偏振
1.横波的偏振现象
结论：只有横波才 具有偏振现象！
光的波动性 光波是横波
机械横波与纵波的区别 机 械 波 穿 过 狭 缝
光的干涉、衍射 . 光的偏振 .
2.实验：光波的偏振现象
受机械 波相关 实验的 启发， 由光波 是否具 有偏振 的特性， 可以判 断光波 是横波 还是纵 波．
3.光波的偏振现象分析
4.光波的偏振现象产生的原因
（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。
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。
（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。
1.光的衍射：光离开直线路径绕到障碍物
阴影区域内继续传播的现象叫做光的衍射。
任何障碍物都可以使光发生衍射，衍
射现象是波所特有的现象。
2.产生明显衍射的条件：障碍物或小孔的 尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小。
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．
泊松亮斑
光的干涉和光的衍射的比较 1、光的干涉和衍射图样区别 双缝干涉图样特点： 明暗相间、等间距、等亮度 明暗相间、中间较宽较亮，两 单缝衍射图象特点： 边对称亮度渐减弱 2、双缝干涉和单缝衍射都是光波叠加的结果，只 是干涉条纹是有限的几束光的叠加，而衍射条纹 可认为是极多且复杂的相干光的叠加。