《光的衍射》人教版教材课件1
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第三章
光及其应用
5 光的衍射 6 光的偏振 激光
01课前自主学习 03课堂效果检测
02课堂考点演练 课时作业
一、光的衍射
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，
大，所以激光可以比无线电波携带更多的信息．
(2)平行度及应用 ①平行度：激光的 平行度 非常好，所以它在传播很远的 距离后仍能保持一定的 强度 ． ②应用：进行精确的 测距 ．多用途的激光雷达不仅可以测 量距离，而且能根据 多普勒效应 测出目标的运动速度．
(3)亮度及应用 ①亮度高，它可以在很小的 大的 能量 ．
【例 1】 关于光的衍射现象，下面说法正确的是( D ) A．只有当光的波长等于障碍物或小孔的尺寸时，才会发生 明显的衍射现象 B．当光的波长大于障碍物的尺寸时，完全不发生光的衍射 现象 C．发生单缝衍射时，若减小单缝宽度，条纹变亮 D．发生单缝衍射时，若略微增大单缝宽度，条纹变亮
在日常生活中，我们可以随时感受到激光的存在．如在超 级市场里，你会看到用激光在商品的条形码上扫描，结算账目(如 图所示)，你能再举几个生活中应用激光的例子吗？
提示：如：用 CD 或 VCD 播放影片，电视或网络信息的传 输光缆，激光测距等．
考点一 光的衍射现象
1．定义：光照到小孔或障碍物上之后，离开直线传播的路 径，在背后的阴影区形成明暗相间的条纹的现象．
左右两架放映机前的偏振片的偏振方向互相垂直，因而产 生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直．这两束偏振光投射到 银幕上再反射到观众处，偏振光方向不改变．观众用上述的偏 振眼镜观看，每只眼睛只看到相应的偏振光图像，即左眼只能 看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，这样就 会像直接观看那样产生立体感觉．
3．衍射光栅的种类：反射光栅、透射光栅．
三、光的偏振 1．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． (3)光的偏振现象，表明光是一种 横波 ．
立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍 摄下景物的像，制成电影胶片．在放映时，通过两个放映机， 把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映，使这略有差别的两 幅图像重叠在银幕上．这时如果用眼睛直接观看，看到的画面 是模糊不清的，要看到立体电影，就要在每架电影机前装一块 偏振片，它的作用相当于起偏器．从两架放映机射出的光，通 过偏振片后，就成了偏振光．
四、激光
1．激光的特点和应用 (1)相干性与应用 ①相干性：只有 频率 相同、 相位差 恒定、 偏振方向 一致的光才是相干光，激光是一种人工产生的 相干 光，具有 高度的 相干 性． ②应用：用来传播 信息 ．光纤通信就是 激光和光导纤维 相结合的产物，电磁波的 频率 越高，它所携带的 信息量 越
参考光 和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条 纹．这要求参考光和物光必须具有很高的 相干 性．
(3)观察全息照片时要用 激光 照射照片，从另一侧面观察．
1960 年 5 月 15 日，在休斯公司的一个研究室里，年轻的美 国物理学家梅曼正在进行一项重要的实验．他的实验装置里有 一根人造红宝石棒，突然，一束深红色的亮光从装置中射出—— 从此一项伟大的发明诞生了，它比太阳表面还要亮 4 倍！这就 是激光．
2．光的偏振
你看过立体电影吗？你知道它的原理吗？在观看立体电影 时，观众要戴上一副特制的眼镜，从银幕上看到的景象才有立 体感．如果不戴这副眼镜看，银幕上的图像就模糊不清了．你 知道这是为什么吗？
提示：立体电影是应用光的偏振现象的一个例子．观众所 戴的眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片．人的两只眼睛同 时观察物体，不但能扩大视野，而且能判断物体的远近，产生 立体感．这是由于人的两只眼睛同时观察物体时，在视网膜上 形成的像并不完全相同，左眼看到物体的左侧面较多，右眼看 到物体的右侧面较多，这两个像经过大脑综合以后就能区分物 体的前后、远近，从而产生立体视觉．
空间 和很短的 时间 内集中很
②可用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上 打孔 ，医 学上可以用激光做“ 光刀 ”来切开皮肤、切除肿瘤．
2．全息照相
(1)与普通照相技术的比较：普通照相技术所wenku.baidu.com录的只是光 波的能量强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的 相位 信
息． (2)原理：全息照相的拍摄利用了光的 干涉 原理，使
2．产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸跟光波波 长相差不大或比光波波长还要小，才能产生明显的衍射现象．
3．衍射条纹的特点： ①单色光通过单缝衍射时，在光屏上出现明暗相间的条纹， 且中间亮条纹又宽又亮，两侧对称出现的亮条纹宽度窄且亮度 随距中间亮条纹的距离的增加而迅速降低，而暗条纹的宽度明 显小于亮条纹． ②光屏上相邻两条亮(或暗)条纹的距离不等． ③白光通过单缝衍射时，光屏上出现的是中间较宽的白色 条纹，白色条纹的两侧对称分布着彩色条纹．
中央条纹最 宽 、最 亮 ，离中央条纹越远，亮条纹的宽 度越 窄 ，亮度越 低 ．
2．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 ．
二、衍射光栅 1．衍射光栅的结构：由许多 等宽 的狭缝 等距 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 ．
4．衍射条纹产生的实质：衍射条纹的产生实质上是光波发 生干涉的结果，即相干波叠加的结果．当光源发出的光照射到 小孔或障碍物时，小孔处或障碍物的边缘可看成许多点光源， 这些点光源是相干光源，发出的光相互干涉，形成明暗相间的 条纹．
5．光的衍射和机械波的衍射相同，都不需要条件，但发生 明显的衍射是需要条件的，都是障碍物或孔的尺寸与波长相差 不大，或小于波长，由于光波的波长很小，不易满足衍射条件．
光及其应用
5 光的衍射 6 光的偏振 激光
01课前自主学习 03课堂效果检测
02课堂考点演练 课时作业
一、光的衍射
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，
大，所以激光可以比无线电波携带更多的信息．
(2)平行度及应用 ①平行度：激光的 平行度 非常好，所以它在传播很远的 距离后仍能保持一定的 强度 ． ②应用：进行精确的 测距 ．多用途的激光雷达不仅可以测 量距离，而且能根据 多普勒效应 测出目标的运动速度．
(3)亮度及应用 ①亮度高，它可以在很小的 大的 能量 ．
【例 1】 关于光的衍射现象，下面说法正确的是( D ) A．只有当光的波长等于障碍物或小孔的尺寸时，才会发生 明显的衍射现象 B．当光的波长大于障碍物的尺寸时，完全不发生光的衍射 现象 C．发生单缝衍射时，若减小单缝宽度，条纹变亮 D．发生单缝衍射时，若略微增大单缝宽度，条纹变亮
在日常生活中，我们可以随时感受到激光的存在．如在超 级市场里，你会看到用激光在商品的条形码上扫描，结算账目(如 图所示)，你能再举几个生活中应用激光的例子吗？
提示：如：用 CD 或 VCD 播放影片，电视或网络信息的传 输光缆，激光测距等．
考点一 光的衍射现象
1．定义：光照到小孔或障碍物上之后，离开直线传播的路 径，在背后的阴影区形成明暗相间的条纹的现象．
左右两架放映机前的偏振片的偏振方向互相垂直，因而产 生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直．这两束偏振光投射到 银幕上再反射到观众处，偏振光方向不改变．观众用上述的偏 振眼镜观看，每只眼睛只看到相应的偏振光图像，即左眼只能 看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，这样就 会像直接观看那样产生立体感觉．
3．衍射光栅的种类：反射光栅、透射光栅．
三、光的偏振 1．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． (3)光的偏振现象，表明光是一种 横波 ．
立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍 摄下景物的像，制成电影胶片．在放映时，通过两个放映机， 把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映，使这略有差别的两 幅图像重叠在银幕上．这时如果用眼睛直接观看，看到的画面 是模糊不清的，要看到立体电影，就要在每架电影机前装一块 偏振片，它的作用相当于起偏器．从两架放映机射出的光，通 过偏振片后，就成了偏振光．
四、激光
1．激光的特点和应用 (1)相干性与应用 ①相干性：只有 频率 相同、 相位差 恒定、 偏振方向 一致的光才是相干光，激光是一种人工产生的 相干 光，具有 高度的 相干 性． ②应用：用来传播 信息 ．光纤通信就是 激光和光导纤维 相结合的产物，电磁波的 频率 越高，它所携带的 信息量 越
参考光 和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条 纹．这要求参考光和物光必须具有很高的 相干 性．
(3)观察全息照片时要用 激光 照射照片，从另一侧面观察．
1960 年 5 月 15 日，在休斯公司的一个研究室里，年轻的美 国物理学家梅曼正在进行一项重要的实验．他的实验装置里有 一根人造红宝石棒，突然，一束深红色的亮光从装置中射出—— 从此一项伟大的发明诞生了，它比太阳表面还要亮 4 倍！这就 是激光．
2．光的偏振
你看过立体电影吗？你知道它的原理吗？在观看立体电影 时，观众要戴上一副特制的眼镜，从银幕上看到的景象才有立 体感．如果不戴这副眼镜看，银幕上的图像就模糊不清了．你 知道这是为什么吗？
提示：立体电影是应用光的偏振现象的一个例子．观众所 戴的眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片．人的两只眼睛同 时观察物体，不但能扩大视野，而且能判断物体的远近，产生 立体感．这是由于人的两只眼睛同时观察物体时，在视网膜上 形成的像并不完全相同，左眼看到物体的左侧面较多，右眼看 到物体的右侧面较多，这两个像经过大脑综合以后就能区分物 体的前后、远近，从而产生立体视觉．
空间 和很短的 时间 内集中很
②可用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上 打孔 ，医 学上可以用激光做“ 光刀 ”来切开皮肤、切除肿瘤．
2．全息照相
(1)与普通照相技术的比较：普通照相技术所wenku.baidu.com录的只是光 波的能量强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的 相位 信
息． (2)原理：全息照相的拍摄利用了光的 干涉 原理，使
2．产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸跟光波波 长相差不大或比光波波长还要小，才能产生明显的衍射现象．
3．衍射条纹的特点： ①单色光通过单缝衍射时，在光屏上出现明暗相间的条纹， 且中间亮条纹又宽又亮，两侧对称出现的亮条纹宽度窄且亮度 随距中间亮条纹的距离的增加而迅速降低，而暗条纹的宽度明 显小于亮条纹． ②光屏上相邻两条亮(或暗)条纹的距离不等． ③白光通过单缝衍射时，光屏上出现的是中间较宽的白色 条纹，白色条纹的两侧对称分布着彩色条纹．
中央条纹最 宽 、最 亮 ，离中央条纹越远，亮条纹的宽 度越 窄 ，亮度越 低 ．
2．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 ．
二、衍射光栅 1．衍射光栅的结构：由许多 等宽 的狭缝 等距 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 ．
4．衍射条纹产生的实质：衍射条纹的产生实质上是光波发 生干涉的结果，即相干波叠加的结果．当光源发出的光照射到 小孔或障碍物时，小孔处或障碍物的边缘可看成许多点光源， 这些点光源是相干光源，发出的光相互干涉，形成明暗相间的 条纹．
5．光的衍射和机械波的衍射相同，都不需要条件，但发生 明显的衍射是需要条件的，都是障碍物或孔的尺寸与波长相差 不大，或小于波长，由于光波的波长很小，不易满足衍射条件．