光的衍射与偏振(课堂PPT)
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光的衍射、光的偏振课件
• 三、自然光和偏振光的比较 • 自然光和偏振光的比较见表：
自然光(非偏振光)
偏振光
光的 来源
直接从光源发出的光
自然光通过偏振器后 的光
光的 振动 方向
在垂直于光的传播方 向的平面内，光振动 沿所有方向，且沿各 个方向振动的光强度 都相同
在垂直于光的传播方
向的平面内，光振动 沿某一特定方向(与偏 振器透振方向一致)
• 三、光的偏振 • 横波和纵波的特点
● (1)横波：各点的振动方向总是与波的传播方向__垂__直_． ● (2)纵波：各点的振动方向总是与波的传播方向__在__同__一_ ● 条__直__线___上．
• 自然光和偏振光 ● (1)自然光：太阳、电灯等普通光源直接发出的光，包
● 含着在垂直传___播__方__向_上沿_各__个_方向振动的光，而且沿各 ● 个方向振动的光波__强__度_相同．
几种常见的衍射现象 (1)单缝衍射
● ①用单色光照的现象：中间条纹又宽又亮的明暗相间的条纹．
● ②用白光照的现象：中间白色亮条纹(又宽又亮)，两边彩色
● 的条纹．
● (2)小孔衍射：明暗相间的圆形条纹，中央为圆形亮斑．
● (3)圆板衍射：圆形阴影中心有一_亮__斑__，称为_泊__松___亮__斑_．
• 二、衍射光栅
● 构成：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．
●
特 点 ： 它 产 生 的 条 纹 比 单 缝 衍 射 条 纹 宽 度 _ _ ，窄亮 度 _ _ _高， 所
● 以_分__辨__程__度__高___，__便__于__测__量_．
● 种类： __透__射__光__栅_和____反__射__光_．栅
特别提醒 (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．
高中物理第三节光的衍射与偏振优秀课件
第三节
光的衍射与偏振
障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多
观察思考：教材P86
一、光的衍射
1.光的衍射：教材P87 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。
单缝越窄衍 射越明显
波长越长衍 射越明显
束
上是光波发生干预的结果,即相
干波叠加的结果。
三、光的干预和衍射现象区别
四、光的偏振
横波会发生偏振现象
观察思考：教材P88人造偏振片实验探究
偏光镜头五、光的Leabharlann 振的应用六、激光的特性和应用
阅读教材P89～93
激光的特点
激光的应用
作业：
1、导学案P104～107 2、跟踪检测P63～64 3、阅读教材
①条纹不等间距； ②中央条纹亮而宽； ③两侧条纹较暗较 窄，对称分布
二、光的衍射现象理解
惠更斯原理：
光的衍射条纹的形成原因：
“次波相干叠加〞
当光传播到狭缝时，可把狭
缝S看成许许多多个点光源，它
们满足干预条件，这些点光源
发出的光在空间传播相遇叠加，
从而使屏幕上各点位置出现明
激
暗相间的衍射条纹．
光
可见：衍射条纹的产生实质
光的衍射与偏振
障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多
观察思考：教材P86
一、光的衍射
1.光的衍射：教材P87 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。
单缝越窄衍 射越明显
波长越长衍 射越明显
束
上是光波发生干预的结果,即相
干波叠加的结果。
三、光的干预和衍射现象区别
四、光的偏振
横波会发生偏振现象
观察思考：教材P88人造偏振片实验探究
偏光镜头五、光的Leabharlann 振的应用六、激光的特性和应用
阅读教材P89～93
激光的特点
激光的应用
作业：
1、导学案P104～107 2、跟踪检测P63～64 3、阅读教材
①条纹不等间距； ②中央条纹亮而宽； ③两侧条纹较暗较 窄，对称分布
二、光的衍射现象理解
惠更斯原理：
光的衍射条纹的形成原因：
“次波相干叠加〞
当光传播到狭缝时，可把狭
缝S看成许许多多个点光源，它
们满足干预条件，这些点光源
发出的光在空间传播相遇叠加，
从而使屏幕上各点位置出现明
激
暗相间的衍射条纹．
光
可见：衍射条纹的产生实质
第讲光的干涉衍射和偏振(共31张PPT)
深化拓展
栏目索引
答案 D 金属丝圈的转动,改变不了肥皂液薄膜的上薄下厚的形状,由
干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关,仍然是 水平的干涉条纹,A、B、C错误,D正确。
深化拓展
2-2 (多选)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫 起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,如图所示,这时可以看到亮暗相
栏目索引
第2讲 光的干涉、衍射 和偏振
知识梳理
知识梳理
栏目索引
一、光的干涉
1.光的干涉:在两列光波的叠加区域,某些区域的光被加强,出现亮条纹, 某些区域的光被减弱,出现暗条纹,且加强区域和减弱区域互相间隔的
现象叫做光的干涉现象。
2.干涉的条件:两列① 频率相同 、振动步调差别恒定(即相位差恒 定)的光相遇。
2.用如图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时,以下推断正确的是
( A)
A.狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时,双缝就成了两个振动情况总
是相同的光源
B.若入射光是白光,则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹 C.像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时,该点处一定是
亮条纹 D.双缝干涉中亮条纹之间的距离相等,暗条纹之间的距离不相等
光的直线3.传下播面现象四、种反射光现现象 象,与光的干涉有关的是 (
3-1 如图所示,a、b、c、d四个图样是不同的单色光形成的双缝干涉
)
C
或单缝衍射图样。
用平行光照射不透光的小圆盘,在圆盘的影的中心形成泊松亮斑
(1)检查精密零件的表面是否平整
(2)水平状的明暗相间的条纹,同一条纹对应薄膜的厚度相等。
n 生全反射,选项A、B、D错误。条纹间距Δx= λ,λ红>λ紫L ,因此Δx红>Δx紫,C
光的衍射、光的偏振 课件
【规范解答】选D.光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光， 而振动沿着特定方向的光就是偏振光，但自然光和偏振光都能 发生干涉、衍射，所以A错．光的偏振现象并不罕见，除了从 光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏 振光，所以B错．光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向 无关，所以C错．自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底 片感光,D正确.
（3）泊松亮斑：障碍物的衍射现象. 各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，使影的轮廓模糊不 清.若在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现 在阴影中心有一个_亮__斑__，这就是著名的泊松亮斑. 2.产生明显衍射现象的条件 障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长_相__比__，甚至比光的波长还 要_小__.
偏振光
光的来源
直接从光源 发出的光
自然光通过起偏器后的 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
光的振 动方向
向的平面内，光振动沿所 的平面内，光振动沿某 有方向，且沿各个方向振 个特定方向（与起偏器 动的光波的强度都相同 透振方向一致）
【特别提醒】 (1)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. (2)只有横波才能发生偏振现象，光是横波.
3.光的衍射现象和光的直线传播的关系 光的直线传播只是一个近似的规律，当光的波长比_障__碍__物__或_小__ _孔__尺寸小的多时，光可以看成沿直线传播；在小孔或障碍物尺 寸可以跟波长相比，甚至比波长还要小时，_衍__射__现象就十分明 显.
二、光的偏振 1.偏振现象 （1）自然光：由太阳、电灯等普通光源发出的光，它包含着 在垂直于传播方向上沿_一__切__方__向__振__动__的光，而且沿各个方向振 动的光波的_强__度__都相同. （2）偏振光：自然光垂直透过某一偏振片后，在垂直于传播 方向的平面上，沿着某一特定方向振动的光.自然光在玻璃、 水面、木质桌面等表面的反射光和折射光都是_偏__振__光，入射角 变化时偏振的程度也有所变化. （3）只有横波才有偏振现象.
光的衍射、光的偏振课件
二、 光的偏振
知识精要 自然光和偏振光的比较
自然光(非偏振光)
光的来 源
直接从光源发出的光
在垂直于光的传播方向的
光的振 平面内,光振动沿所有方
动方向 向,且沿各个方向振动的
光波的强度都相同
偏振光 自然光通过起偏器后的光或 由某种介质反射或折射的光
在垂直于光的传播方向的平 面内,光振动沿某个特定方向 (与起偏器透振方向一致)
答案:BD
思悟升华 区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法 (1)根据条纹的宽度区分:双缝干涉的条纹是等宽的,条纹间的距 离也是相等的;而单缝衍射的条纹,中央亮条纹最宽,两侧的条纹变窄。 (2)根据亮条纹的亮度区分:双缝干涉条纹,从中央亮纹往两侧亮 度变化很小;而单缝衍射条纹中央亮纹最亮,两侧的亮纹逐渐变暗。
(2)圆孔衍射图样
①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。如图所示。
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 直径逐渐减小到无的过程中,光屏依次得到几种不同的现象——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。
(3)不透明的小圆板衍射图样(泊松亮斑) ①中央是亮斑。 ②在阴影周围是明暗相间的圆环,如图。
解析:衍射图样是很复杂的光波的叠加现象,选项 A 正确;双缝干 涉中每条缝中透过的光自身必然发生衍射,因为它完全符合衍射的 条件,选项 B 正确;发生明显的衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺 寸比光波波长小或相差不多,选项 C 错误;影的存在与衍射条纹是光 波在不同条件下的表现,选项 D 错误。
答案:AB
4.常见的衍射图样有哪些?
答案:(1)单缝衍射图样 ①中央条纹最亮,越向两边越暗;条纹间距不等,越靠外,条纹间 距越小。 ②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。 ③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,入射光波长越长,单缝越窄,中央亮条纹的宽度及条纹间距就越 大。 ④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。
光的衍射与偏振课件
光的衍射与偏振课件光的衍射是光波通过物体边缘或开口后经历的一种现象，而光的偏振则是描述光波振动方向的属性。
在这份课件中，我们将详细讨论光的衍射和偏振的原理、应用以及相关实验。
一、光的衍射1. 衍射现象的基本概念光的衍射是当光波通过物体边缘或开口时，波的传播方向改变，从而产生弯曲和扩散的现象。
这一现象可以解释为光波在物体边缘或开口处受到了干涉，使得周围区域的光波相位产生了变化。
2. 衍射的数学描述根据波的衍射现象，我们可以使用亚当-菲涅尔衍射公式等来描述衍射过程。
亚当-菲涅尔衍射公式可以通过积分的方法得到，它能够计算出衍射后光强的分布。
这个公式在不同的衍射场景中都有广泛的应用。
3. 衍射的应用衍射现象在实际生活中有许多重要应用。
例如在天文学中，通过观察天体光的衍射，我们可以测量出星星的大小和形状。
在显微镜和望远镜中，衍射光学也起到了关键的作用。
此外，光的衍射还在激光技术、光栅仪器、图像处理等领域有广泛应用。
二、光的偏振1. 偏振光的特性光是电磁波，振动方向决定了光的偏振方向。
偏振光是指在某一方向上的光振动特性。
一般情况下，自然光是各个方向的偏振光的叠加。
2. 光的偏振方式光的偏振有多种方式，包括线偏振、圆偏振和椭偏振等。
线偏振是最常见的偏振方式，其中振动方向是一个直线。
圆偏振则是振动方向随时间变化而绕着一个圆周运动。
而椭偏振是指振动方向在某一平面上呈现椭圆形的偏振方式。
3. 光的偏振器件光的偏振可以通过偏振器件实现，其中最常见的是偏振片。
偏振片是一种能够仅允许某一方向的偏振光通过的材料。
此外，还有偏振镜、波片等器件可以实现光的偏振控制。
三、光的衍射与偏振实验1. 衍射实验在实验中，我们可以使用光的衍射实验装置，例如Young双缝实验、单缝衍射实验等。
通过这些实验，我们可以观察到衍射现象，并且进一步验证亚当-菲涅尔衍射公式。
2. 偏振实验对于光的偏振实验，常用的方法有马吕斯交叉法、尼古拉斯法等。
通过这些实验，我们可以展示光的偏振特性，并观察到光在通过不同偏振器件之后的变化。
高二物理选修34135光的衍射和光的偏振PPT课件
3、下列属于光的衍射现象的是（ DE ） A 雨后天空出现的绚丽的彩虹 B 阳光下肥皂膜上的彩色条纹 C 太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹 D 眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹 E 眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有 彩色花纹
4、下列关于单缝衍射的说法中，正确的是 （D） A 和光的双缝干涉图样相同
当障碍物的尺寸可以跟光的波长相比， 甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分 明显，这时就不能说光沿直线传播了。
五、衍射光栅
单缝衍射的条纹比较宽，而且距离中央条 纹较远处的条纹亮度也很低，不能达到实用要 求。
实验表明，增加狭缝的个数，衍射条纹的 宽度将变窄，亮度将增加。
• 衍射光栅是由许多等宽 的狭缝等距离的排列起来 形成的光学仪器。可分为 透射光栅和反射光栅。
B 各亮条纹的宽度不同而亮度相同
C 各亮条纹的宽度相同而亮度不同
D 中央亮条纹的宽度最宽，亮度最亮
5、用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验 时，在光屏上得到衍射图形，它们的特征是 （ B）
A．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中 央是亮的
B．中央均为亮点的同心圆形条纹
C．中央均为暗点的同心圆形条纹
D．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中 央是暗的
腰横别扁担进不了
2.什么是光的偏振现象?
实验二:让光源的光通过一片偏振片 (※)
现象:偏振片无论如何转动,光线不会 发生变化 结论:在垂直于光的传播方向的平面
泊松亮斑
光照到不透明的 小圆板上，形成明暗 相间的间距不等的同 心圆环，在屏上圆板 的阴影中心，有一个 亮斑，这个亮斑叫 “泊松亮斑”
想一想：
为什么我们说光沿直线传播是有条件的？
我们通常所说“光沿直线传播”只是一 种特殊情况，光在没有障碍物的均匀介质中 是沿直线传播的。
光的衍射和偏振 课件(PPT)
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．
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．
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．
第六节 光的衍射和偏振
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)
缝的宽度d
尺寸接近
明显衍射
圆孔
S
*
单缝
S
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．
• 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．
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．
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．
第六节 光的衍射和偏振
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)
缝的宽度d
尺寸接近
明显衍射
圆孔
S
*
单缝
S
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．
光的衍射与偏振PPT课件
乱
是各个振动 的无规混杂
一、光的偏振
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．
横波只沿着某 一个特定的方向振 动，称为波的偏 振．只有横波才有 偏振现象．
另外，在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射 过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈 的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能 透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。
观看立体电影:在拍摄立体电影时，用两个摄影机，两个 摄影机的镜头相当于人的两只眼睛，它们同时分别拍下 同一物体的两个画像，放映时把两个画像同时映在银幕 上。如果设法使观众的一只眼睛只能看到其中一个画面， 就可以使观众得到立体感。为此，在放映时，两个放放 像机每个放像机镜头上放一个偏振片，两个偏振片的偏 振化方向相互垂直，观众戴上用偏振片做成的眼镜，左 眼偏振片的偏振化方向与左面放像机上的偏振化方向相 同，右眼偏振片的偏振化方向与右面放像机上的偏振化 方向相同，这样，银幕上的两个画面分别通过两只眼睛 观察，在人的脑海中就形成立体化的影像了。
2、单缝不变时，波长越长的中央亮纹越宽，条纹间隔越 大．
3、白炽灯的单缝衍射条纹：中央为白色亮纹，两侧为彩 色条纹．
2.圆孔衍射
光通过圆孔(小到一定程度)在屏上会出现：中 间较亮，周围明暗相间的圆环，且亮 度小。这些圆环达到的范围远远超过根据光的
直线传播所应照明的面积。
3.泊松亮斑
不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体 都能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不 清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射 的结果．历史上曾有一个著名的衍射图样— —泊松亮斑．
光的干涉、衍射和偏振现象ppt课件
•
自然光通过偏振片后就变成了偏振光，这是偏振光产生的一 个方法，答案A正确；立体电影是两偏振光同时放出，属于光的 偏振现象，答案B正确；在拍摄日落时水面、池中的鱼等景象时， 可在镜头前装一偏振滤光片，这样做可以减少反射光的干扰，使 图像清晰，答案C正确；D选项中反射与折射光都是偏振的，但 偏振方向不同.选D.
A.这是光的干涉现象 B.这是光的折射现象 C.如果屏上条纹变宽， 表明抽制的丝变粗 D.如果屏上条纹变宽， 表明抽制的丝变细
图12-2-5
这是光的衍射现象产生的，在屏上产生的条纹的宽度与抽制 的丝的粗细有关，由衍射现象的特点可知，抽制的丝越细，则屏 上条纹越宽，本题的正确答案是选项D. • 这种细丝的衍射现象与单狭缝的衍射相似，可以借鉴其结论 进行解释. •
点评
• 变式训练1：如图12-2-4所示是研究光的双缝干涉的示意图， 挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1和S2发出的两列波到达屏上时 会产生干涉条纹，已知入射激光的波长为λ ，屏上的P点到两缝 S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作第0号亮纹，由P 向上数，与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的 亮纹为2号亮纹，则P1处的亮纹恰好是10号亮纹.设直线S1P1的 长度为r1，S2P1的长度为r2，
电磁波
• (2) 用实验证实了电磁波的存在，测得电磁波的传播 赫兹 ，并且证明了电磁波也能产生反射、 速度确实等于 折射、干涉、衍射等现象，这就从实验上证实了光是一 种 . 光速 • (3)光的电磁说的重要意义是确定了光的电磁本质 . • 6.光的偏振 • (1)只有 波才能发生偏振现象，光的偏振现象表明光是一 电磁波 种 波.
• 由光的频率ν =6.0×1014Hz，知光的波长λ =c/ν =5×10-7m • P点到双缝S1、S2的距离之差Δ s1=0.75μ m=7.5×10-7m=1.5λ • Q点到双缝S1、S2的距离之差Δ s2=1.5μ m=15×10-7m=3λ ，因此， P点出现暗纹，Q点出现亮纹，本题的正确答案是选项B. • 在两相干波相遇的区域中，判断各点的明暗情况是通过该点 到两缝的路程差的大小与波长的关系进行判断的.
光的衍射和偏振激光课件
动具有空间周期性。
实验二：光的偏振实验
• 实验目的：观察光的偏振现象，了解光的光矢量振动方向。 • 实验原理：光波是一种横波，具有偏振性。当光波通过某些介质时，其电矢量或光矢量在某一方向上的振
动会占优势，这种现象称为光的偏振。 • 实验步骤 • 准备实验器材：光源、偏振片、双面镜、旋转台。 • 将偏振片置于光源与双面镜之间，调整旋转台观察到光线透过双面镜形成干涉条纹。 • 旋转偏振片，观察到干涉条纹的明暗变化。 • 实验结果与分析：通过实验观察到，光的偏振现象说明了光的光矢量振动方向与传播方向垂直。此外，偏
根据衍射公式，可以计算出不同波长光波的衍射角度和条纹间距 。
光衍射分类
菲涅尔衍射
01
将光源和障碍物之间的空间分成一系列小的区域，每个区域都
产生衍射光波，这些光波相互叠加形成明暗相间的条纹。
多缝衍射
02
当光通过多个狭缝时，每个狭缝都会产生衍射光波，这些光波
相互叠加形成明暗相间的条纹。
圆孔衍射
03
当光通过圆孔时，会产生衍射现象，形成明暗相间的条纹。圆
衍射与激光应用
衍射现象在激光制造、测量和通信等领域有广泛应用，例如全息照相、光学表面加工和光 学加密等。
激光与光的偏振的关系
光的偏振现象
光波在传播过程中电矢量相对于传播方向以某种方式振动，这种 振动方式称为光的偏振。
激光的偏振特性
激光具有线偏振特性，即电矢量在传播方向上只有一个主分量。
偏振在激光应用中的作用
3
光的干涉
衍射现象是光的干涉现象的基础，对光的波动 性和粒子性有重要影响。
光的衍射原理
波动理论
根据波动理论，光波在传播过程中会不断产生振动，其振幅和频 率都不尽相同。这些波动在遇到障碍物时会产生衍射现象。
实验二：光的偏振实验
• 实验目的：观察光的偏振现象，了解光的光矢量振动方向。 • 实验原理：光波是一种横波，具有偏振性。当光波通过某些介质时，其电矢量或光矢量在某一方向上的振
动会占优势，这种现象称为光的偏振。 • 实验步骤 • 准备实验器材：光源、偏振片、双面镜、旋转台。 • 将偏振片置于光源与双面镜之间，调整旋转台观察到光线透过双面镜形成干涉条纹。 • 旋转偏振片，观察到干涉条纹的明暗变化。 • 实验结果与分析：通过实验观察到，光的偏振现象说明了光的光矢量振动方向与传播方向垂直。此外，偏
根据衍射公式，可以计算出不同波长光波的衍射角度和条纹间距 。
光衍射分类
菲涅尔衍射
01
将光源和障碍物之间的空间分成一系列小的区域，每个区域都
产生衍射光波，这些光波相互叠加形成明暗相间的条纹。
多缝衍射
02
当光通过多个狭缝时，每个狭缝都会产生衍射光波，这些光波
相互叠加形成明暗相间的条纹。
圆孔衍射
03
当光通过圆孔时，会产生衍射现象，形成明暗相间的条纹。圆
衍射与激光应用
衍射现象在激光制造、测量和通信等领域有广泛应用，例如全息照相、光学表面加工和光 学加密等。
激光与光的偏振的关系
光的偏振现象
光波在传播过程中电矢量相对于传播方向以某种方式振动，这种 振动方式称为光的偏振。
激光的偏振特性
激光具有线偏振特性，即电矢量在传播方向上只有一个主分量。
偏振在激光应用中的作用
3
光的干涉
衍射现象是光的干涉现象的基础，对光的波动 性和粒子性有重要影响。
光的衍射原理
波动理论
根据波动理论，光波在传播过程中会不断产生振动，其振幅和频 率都不尽相同。这些波动在遇到障碍物时会产生衍射现象。
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21
偏振现象的应用：偏光眼镜
22
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。
23
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．
24
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．
25
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.
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。
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。
5
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．
6
不同缝宽的单缝衍射
不同色光的单缝衍射
7
2、圆孔衍射
当光波射到小圆孔时，也会产生衍射现象。
14
3.光波的偏振现象分析
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．
15
• 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。
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。
4
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。
19
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．
20
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．
18
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。
8
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
9
圆屏衍射
泊松亮斑
10
3、其他衍射图样
钢针的 衍射
Байду номын сангаас
圆孔衍 射
圆屏衍 射
泊松亮斑
11
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 单缝衍射图象特点：明暗相间、中间较宽较亮，两
光的衍射与偏振
武胜中学 吴建兵
1
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.
2
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)
缝的宽度d
尺寸接近
明显衍射
3
一、光的衍射
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。
12
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！
13
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．
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。
17
（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。
光的偏振证明光是一种横波。
偏振现象的应用：偏光眼镜
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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。
23
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．
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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．
25
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.
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。
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。
5
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．
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不同缝宽的单缝衍射
不同色光的单缝衍射
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2、圆孔衍射
当光波射到小圆孔时，也会产生衍射现象。
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3.光波的偏振现象分析
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．
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• 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。
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。
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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。
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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．
20
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．
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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。
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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
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圆屏衍射
泊松亮斑
10
3、其他衍射图样
钢针的 衍射
Байду номын сангаас
圆孔衍 射
圆屏衍 射
泊松亮斑
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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 单缝衍射图象特点：明暗相间、中间较宽较亮，两
光的衍射与偏振
武胜中学 吴建兵
1
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.
2
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)
缝的宽度d
尺寸接近
明显衍射
3
一、光的衍射
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。
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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！
13
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．
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。
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（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。
光的偏振证明光是一种横波。