练习7 光的衍射、偏振

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光的衍射、偏振(章世)习题库(答案)

=
3 2
fλ2
a
则两个第一级明纹之间距为：
x
x2
x1
3 2
f
/a
0.0027m
(2) 由光栅衍射主极大的公式：
d sin1 k1 1 , d sin2 k2 2
且有： sin tan x / f
所以： x x2 x1 f / d 0.018m
16. 两偏振片叠在一起，其偏振化方向夹角为45°．由强度相同的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上，入射光中线偏振光的光矢量振动方向与第一个偏振片的偏振化方向间的夹角为30°．
三.计算题
13.一衍射光栅，每厘米200条透光缝，每条透光缝宽为a=2×10-3cm，在光栅后放一焦距f=1m的凸透镜，现以λ=600nm(1nm=10-9m)的单色平行光
垂直照射光栅，求：
(1) 透光缝a的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？
(2) 在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？
解：(1) a sin = k tg = x / f
小一半，原来第三级暗纹处将是
纹明。
09. 波长为λ=550 nm(1nm=109m)的单色光垂直入
射于光栅常数d=2×10-4 cm的平面衍射光栅上，可能
观察到光谱线的最高级次为第3
级。
10. 某单色光垂直入射到一个每毫米有800 条刻线的光栅上，如果第一级谱线的衍射角为30°，则入射光的波长
应为___6_2_5_0_Å_(_或__6_2_5_n_m__) ____。
(A) 100 nm (B) 400 nm (C) 500 nm (D) 600 nm
x0
2
f
b
3. 一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数

大学物理《光的偏振、衍射》习题课课件

( AC BD) (a b)(sin sin ) k (2).
水平线下方的角度取负号即可。
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6. 以波长为 = 500 nm (1 nm = 10-9 m)的单色平行光斜入射在光栅常数为
d = 2.10 mm、缝宽为a = 0.700 mm的光栅上，入射角为i = 30.0°，求能看
成的半波带数目为
(A) 2 个． (B) 4 个． (C) 6 个． (D) 8 个．
答案：(B)
根据半波带法讨论，单缝处波阵面可分成的半波带数
目取决于asin 的大小，本题中
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
a 4, 300.
a sin 2 4 ,
2
满足单缝衍射暗条纹的公式： a sin 2k , (k 1,2...)
到哪几级光谱线．
解：(1) 斜入射时的光栅方程
光栅透镜
屏
G L2
C
d sin i
d sin d sin i k k = 0，±1，±2，…n
第k 级谱线
n
i
分析在900 < < 900 之间，可呈现的主极大：
i = 30°，设 = 90°， k = kmax1，则有
d sin
kmax1 (d / )(sin 90 d sin 30) 2.10
解： a b 1 mm 3.33μm 300
(1) (a + b) siny =k， ∴ k= (a + b) sin24.46°= 1.38 mm
∵ R=0.63─0.76 mm， B＝0.43─0.49 mm，第二级开始会有谱线重叠。
对于红光，取k=2 , 则 R=0.69 mm；对于蓝光，取k=3, 则 B=0.46 mm.

(眼视光基础)7.光的衍射、偏振

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2、菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射
菲涅尔衍射
夫琅禾费衍射
S
缝
P
缝
光源、屏与缝相距有限远光源、屏与缝相距无限远
在夫
实琅
验禾中费
S
L衍
现射
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3、衍射现象
（1）单缝衍射（2）圆孔衍射（3）光栅衍射
光在传播过程中遇到障碍物，能够绕过障碍物的边缘前进这种偏离直线传播的现象称为光的衍射现象。
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隔墙有耳
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一、光的衍射（绕射）现象及其分类
屏幕
屏幕
阴影
缝较大时，光是直线传播的缝很小时，衍射现象明显
光在传播过程中遇到障碍物，能够绕过障碍物的边缘
.
检偏器
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自然光通过旋转的检偏器，光强不变
自然光
....
.
检偏器
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自然光通过旋转的检偏器，光强不变
自然光
....
.
检偏器
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¤3D立体电影 ¤3D电视
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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.

光的衍射与偏振

f
光栅常数
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二、光栅的衍射规律
光栅每个缝形成各自的单缝衍射图样。光栅缝与缝之间形成的多缝干涉图样。光栅衍射条纹是单缝衍射与多缝干涉的总效果。
24
1、光栅方程
任意相邻两缝对应点在衍射角为方向的两衍射光到达 P点的光程差为(a+屏 P

d

o
位相差：
0 1.22 D
最小分辨角的倒数称为光学仪器的分辨率
1 D R 0 1.22
D为光学仪器的透光孔径
20
1990年发射的哈勃太空望远镜的凹面物镜的直径为2.4 m, 最小分辨角θ=0.1“在大气层外615 km 高空绕地运行,可观察130亿光年远的太空深处,发现了500亿个星系。
解 (1)
(a b) sin k k ( a b) 6μm sin
k 4, 取k 1
(a b ) (2)k k a
amin
ab 1.5μm b d amin 4.5μm 4
36
(3)由光栅方程 sin 1，k kmax
21
例题：在通常亮度下，人眼瞳孔直径约为3mm，问人眼的最小分辨角是多大？如果在黑板上画两条平行线相距 2mm，问距黑板多远的同学恰能分辨？（以视觉最灵敏的黄绿光=550nm来讨论）
22
光栅
§11-9
一光栅
光栅衍射
1.光栅:大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学元件
衍射角
L
P
Q

o
2.光栅常数 a 是透光(或反光)部分的宽度 b 是不透光(或不反光)部分的宽度 d=a+b
2x 3紫
3 7 x 紫 1.5 4 10 m 600nm 2

第六节光的衍射和偏振第七节激光课时训练高中物理粤教版选择性必修第一册

第四章光及其应用第六节光的衍射和偏振第七节激光A组·基础达标1．(多选)对衍射现象的定性分析，正确的是()A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生传播的现象B．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论【答案】ABC【解析】衍射现象是波绕过障碍物发生传播的现象，衍射条纹是波的叠加的结果，干涉、衍射是一切波所具有的特性，A、B、C正确；光的直线传播只是近似的，只有在光的波长比障碍物尺寸小得多的情况下，光才被看作是沿直线传播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，故D错误．2．用单色光分别通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图样，它们的特点是()A．用前者做实验时中央是暗的，用后者做实验时中央是亮的B．用前者做实验时中央是亮的，用后者做实验时中央是暗的C．中央均为亮点的同心圆形条纹D．中央均为暗点的同心圆形条纹【答案】C【解析】小孔衍射和圆盘衍射，图样中央均为加强点，故中央均为亮点，周围是以亮点为圆心的圆形条纹，C正确，A、B、D错误．3．如图所示是4幅明暗相间的条纹图样，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹).则下面的四幅图从左到右排列，亮条纹的颜色依次是()A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫【答案】B【解析】双缝干涉条纹是等间距的条纹，单缝衍射条纹是中间最宽、两边越来越窄的条纹，因此1、3是干涉条纹，2、4是衍射条纹．干涉条纹中，光的波长越长，条纹越宽，因此1是红光，3是蓝光．同一单缝衍射中，波长越长，条纹越宽，因此2是紫光，4是黄光．4．(多选)关于波动，下列说法正确的是()A．各种波均会发生偏振现象B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D．已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警【答案】BD【解析】只有横波才能发生偏振现象，A错误；白光是复色光，做单缝衍射和双缝干涉均能看到彩色条纹，B正确；波在传播过程中的传播速度与介质运动速度是两回事，二者没有可比性，C错误；在同一介质中，纵波传播速度大于横波的传播速度，D 正确．5．关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是()A．图甲是光的干涉图样B．图乙是光的衍射图样C．图丙是利用光的折射原理D．图丁中光导纤维是利用光的全反射原理工作的，其内芯折射率小于外套的折射率【答案】C【解析】甲图是光的衍射图样，乙图是光的干涉图样，A、B错误；丙图是光的折射原理，C正确；丁图中光导纤维的内芯折射率大于外套的折射率，D错误．6．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光为自然光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【答案】D【解析】自然光在垂直于传播方向的平面内，沿各个方向的振动是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只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，它通过偏振片A后，即变为偏振光，A、B错误；设通过A的光沿竖直方向振动，而偏振片B只能通过沿水平方向振动的偏振光，则P点无光亮，以SP为轴将B转过180°后，P 处仍无光亮；以SP为轴将B转过90°后，则该偏振片将变为能通过沿竖直方向振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，C错误，D正确．7．关于激光，下列说法正确的是()A．激光是自然光的一种B．自然界中某些天然物体也可以发出激光C．激光可以像刀子一样切除肿瘤D．由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象【答案】C【解析】激光是用人工方法激发的一种特殊的光，是人工产生的，不是天然光，A、B错误；激光亮度高，能量集中，可以像刀子一样切除肿瘤，C正确；激光和自然光一样能发生衍射现象，故D错误．8．(多选)(2024年遂宁月考)激光的发明是20世纪科学技术一项划时代的重要成就．下列关于激光的说法正确的是()A．可利用激光进行通信B．可利用激光加工坚硬材料C．可利用激光进行室内照明D．激光是由自然界中某种物质直接发光产生的【答案】AB【解析】激光能够传递声音、图像等信息，因此可以利用激光进行通信，A正确；激光的强度很大，可以用来切割、加工较硬的材料，B正确；室内照明需要更多的散射光，而激光的平行度比较好，是单方向的光，不适合室内照明，C错误；激光是人造光，自然界中无法直接产生，D错误．9．(多选)激光技术是在1958年发明的．激光被誉为“神奇的光”．关于激光的应用，下列说法正确的是()A．激光用来控制核聚变，是因为它的平行度好，光源的能量就集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度B．由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息C．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气中传播不受大气的影响D．能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光通过地球大气不会发生折射【答案】AB【解析】激光用来控制核聚变，是因为它的平行度好，光源的能量就集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度，A正确；由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息，B正确；用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光平行度好、能量高；能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光平行度好，但都会不同程度地受大气影响，C、D错误．10．(多选)准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光，用于近视眼的治疗．用这样的“激光刀”对近视眼进行手术，手术时间短，效果好，无痛苦．关于这个治疗，以下说法正确的是()A．近视眼是远处物体在眼球中成像在视网膜的前面，使人不能看清物体B．激光平行度好，可以在非常小的面积上对眼睛进行光凝手术C．激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复D．激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削【答案】ABD【解析】激光手术是物理技术用于临床医学的成果．人的眼睛是一个光学成像系统，角膜和晶状体的共同作用相当于一个凸透镜，物体通过“凸透镜”成像在视网膜上，人就能看清楚物体．当角膜和晶状体组成的这个“凸透镜”的焦距比较小时，物体成像在视网膜的前面，人就不能看清物体，这就是近视眼．激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，使这个“凸透镜”的焦距适当变大，物体经过角膜和晶状体后成像在视网膜上．故A、B、D正确．B组·能力提升11．(多选)如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，让太阳光或白炽灯光通过狭缝S 形成细光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心)，产生反射光束1和透射光束2.现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动，使反射光束1和透射光束2恰好垂直．在入射光线的方向上加偏振片P，偏振片与入射光线垂直，其透振方向在纸面内，这时看到的现象是()A．反射光束1消失B．透射光束2消失C．反射光束1和透射光束2都消失D．偏振片P以入射光线为轴旋转90°角，透射光束2消失【答案】AD【解析】自然光射到界面上，当反射光与折射光垂直时，反射光和折射光的偏振方向相互垂直，且反射光的偏振方向与纸面垂直，折射光的透振方向与纸面平行，因此当在入射光线方向垂直放上透振方向在纸面内的偏振片P时，因垂直于纸面无光；反射光束1消失，A正确，B、C错误；偏振片转动90°，平行于纸面内的光消失，则透射光束2消失，D正确．12．(多选)“假奶粉事件”曾经闹得沸沸扬扬，奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定糖量．偏振光通过糖水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标度值相比较，就能确定被测样品的含糖量了，如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，最后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是()A．到达O处光的强度会明显减弱B．到达O处光的强度不会明显减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于α【答案】ACD【解析】A、B之间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后，变成偏振光，通过B后到达O处．当在A、B间放糖溶液时，由于溶液的旋光作用，使通过A的偏振光振动方向转动了一定角度，到达O处的光强会明显减弱；但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度；因为A、B的偏振方向一致，故转动偏振片A也可以．故选A、C、D．13．(多选)食品安全检验中碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间．以下说法正确的是()A．到达O处光的强度会明显减弱B．到达O处光的强度不会明显减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α【答案】ACD【解析】偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度α，所以到达O处光的强度会明显减弱，A正确，B错误；将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于α，C正确；同理，将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α，D正确．。

高中物理(新人教版)选择性必修一课后习题：光的衍射、光的偏振激光(课后习题)【含答案及解析】

光的衍射光的偏振激光课后篇巩固提升必备知识基础练1.(多选)对于光的衍射现象的定性分析,下列说法正确的是()A.只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光波长还要小的时候,才能产生明显的衍射现象B.光的衍射现象是光波相互叠加的结果C.光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论D.光的衍射现象说明了光具有波动性,而小孔成像说明光沿直线传播,而要出现小孔成像,孔不能太小,光的直线传播规律只是近似的,只有在光的波长比障碍物小很多的情况下,光才可以看成直线传播的,所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的,它们是在不同条件下出现的两种现象,故上述选项中正确的是A、B、D。

2.(多选)关于衍射光栅,下列说法正确的是()A.衍射光栅是由许多等宽度的狭缝组成的B.衍射光栅分为透射光栅和反射光栅两类C.透射光栅中刻痕的部分相当于透光的狭缝D.透射光栅中未刻的部分相当于透光的狭缝,当光照到刻痕上时,由于光发生漫反射而不能透过,故选项C错误。

3.关于自然光和偏振光,下列观点正确的是()A.自然光能产生干涉和衍射现象,而偏振光却不能B.只有自然光透过偏振片才能获得偏振光C.自然光只能是白色光,而偏振光不能是白色光D.自然光和偏振光都能使感光底片感光,而振动沿着特定方向的光是偏振光,但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射,所以选项A错误。

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,所以选项B错误。

光的颜色由光的频率决定,与光的振动方向无关,所以选项C错误。

自然光和偏振光都具有能量,都能使感光底片感光,选项D正确。

4.(多选)关于衍射,下列说法正确的是()A.衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果B.双缝干涉中也存在衍射现象C.一切波都很容易发生明显的衍射现象D.影子的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实,双缝干涉中光通过两个狭缝时均发生衍射现象,一般现象中既有干涉又有衍射。

一切波都能发生衍射,但要发生明显的衍射,需要满足障碍物的尺寸小于或相当于波长的条件。

光的衍射与偏振光的衍射现象与偏振光的特性

光的衍射与偏振光的衍射现象与偏振光的特性【光的衍射与偏振光的衍射现象与偏振光的特性】光的衍射和偏振光的衍射现象以及偏振光的特性是光学中的两个重要概念。

本文将对它们进行详细的说明和讨论。

一、光的衍射现象光的衍射是指光通过一个孔径或者绕过障碍物后发生的偏离直线传播方向的现象。

在具体实验中，我们可以通过光通过狭缝后在屏幕上形成的明暗相间的衍射条纹来观察和研究光的衍射现象。

为了更好地理解和描述这一现象，我们引入了一些重要概念。

1. 衍射的主极大和次极大光通过狭缝或者绕过障碍物后，在屏幕上形成一个主极大和若干个次极大。

主极大是衍射图样中的最亮区域，位于中央，亮度较高。

次极大则是主极大两侧的暗条纹上的亮点，亮度较弱。

2. 衍射角和衍射级数衍射角是指从主极大到某一衍射极小线所对应的角度。

在衍射图样中，不同的衍射级别相应于不同的衍射角。

级数越高，衍射角越大，对应的衍射亮条纹越暗。

3. 衍射限光的衍射现象存在一个衍射限，即光的波长λ与孔径尺寸d之间必须满足一定的关系才能发生可观察的衍射现象。

一般而言，当d与λ比值较小时，衍射效应就越明显。

二、偏振光的衍射现象偏振光的衍射是特定类型的光波通过衍射装置时所呈现的特殊现象。

与非偏振光不同，偏振光的入射光波沿特定方向振动，具有一定的偏振特性。

在偏振光的衍射现象中，我们可以观察到以下现象。

1. 偏振光的衍射衰减与非偏振光的衍射现象相比，偏振光的衍射效果会出现衰减。

这是因为偏振光的入射光只能在特定方向上振动，无法发生全向传播，从而导致光的强度在衍射过程中减弱。

2. 偏振光的衍射图样与非偏振光相比，偏振光的衍射图样更加复杂。

在偏振光衍射现象中，可以观察到衍射条纹和暗纹之间更加明显的黑白反差，衍射图样的分布更加均匀。

三、偏振光的特性偏振光的衍射现象除了展现出不同于非偏振光的衍射规律外，还具有自身独特的特性。

1. 光的偏振态偏振光具有特定的偏振向量和振动方向。

常见的偏振方式有线偏振和圆偏振。

3.光的衍射与偏振

实验：在光束中放一个不透明圆盘现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。
泊松亮斑
一、光的衍射圆盘衍射与圆孔衍射的比较
圆相同点：均是明暗相间的光环孔 ,中心均有亮斑
衍
射不同点：①圆孔衍射中心亮斑较大,而泊松亮斑较小； ②圆孔衍射亮环或暗环间距随半径增大而增大,圆盘衍射亮环或
圆暗环间距随半径增大而减小；
盘
衍 ③圆孔衍射的背景是黑暗的,而圆射盘衍射图样中的背景是明亮的。
二、光的偏振实验一：机械波的偏振
横波：
• 取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，就在软绳上形成一列横波.
现在，让软绳穿过一块带有狭缝的木板，如果狭缝与振动方向平行，则振动可以通过狭缝传到木板的另一侧（图甲）．如果狭缝与振动方向垂直，则振动就被狭缝挡住而不能向前传播（图乙）．
巩固练习
例1、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
巩固练习
例2、如图所示的4幅明暗相间的条纹，分别是红光
、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样
二、光的偏振实验二：光的偏振
类比：
一
两
张
张
偏
偏
振
振
片
片
光会发生偏振现象
二、光的偏振实验二：光的偏振
类比：
• 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．
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．

专题7 光的衍射和光的偏振(原卷版)

专题7 光的衍射和光的偏振1 （2023河南四市二模）(5分)下列对于光的认识，正确的是（）。

（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分;每错选1个扣3分，最低得分为0分）A.光从空气射入玻璃中时，光的传播速度发生变化B.白光的干涉图样是彩色的，是因为发生干涉时光的频率发生了变化C.“闻其声不见其人”是因为声波比光波的衍射更明显D.使用双缝干涉实验装置测量光的波长时，想要观察到更多的干涉条纹，可通过减小双缝之间的距离实现或者增大双缝到目镜之间的距离实现E.光的偏振现象说明光是一种横波2 （2023重庆名校质检）关于下列四幅图所涉及的光学知识中，说法正确的是（）A. 图甲检查工件的平整度利用光的衍射现象B. 图乙医用内窥镜利用光的干涉现象C. 图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野D. 图丁泊松亮斑是由于光的偏振现象产生的3. （2023重庆名校质检）如图所示分别为红光和绿光在相同条件下的干涉和衍射图样。

下列判断正确的是（）A. 甲图是绿光的衍射图样B. 乙图是红光的干涉图样C. 丙图是红光的衍射图样D. 丁图是绿光的干涉图样4. （2022天津河东二模）下列说法正确的是（）A. 图1中，用自然光照射透振方向（箭头所示）互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮B. 图2为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小C. 图3所示的雷达测速利用了多普勒效应D. 图4所示的照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的衍射现象引起的5. （2022江苏南京宁海中学4月模拟）下列图中的有关应用，说法不正确的是（）A. 在图甲中，利用光的干涉原理检测物体表面的平整度B. 在图乙中，内窥镜利用了光的全反射原理C. 在图丙中，全息照片的拍摄利用了光的干涉原理D. 在图丁中，超声波测速仪利用波的衍射原理测汽车速度6 . (2022年高考广东梅州二模) 利用图（a）所示的装置（示意图），观察蓝光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图（b）中甲和乙两种图样。

光的衍射光的偏振课件

典例2 关于自然光和偏振光,下列观点正确的是 A.自然光能产生干涉和衍射现象,而偏振光却不能 B.只有自然光透过偏振片才能获得偏振光 C.自然光只能是白色光,而偏振光不能是白色光 D.自然光和偏振光都能使感光底片感光
求解本题应把握以下三点：（1）自然光和偏振光在振动方向上有区别. （2）自然光和偏振光在其他现象中无法区别. （3）偏振光的形成.
解答本题应注意以下几点: （1）衍射和干涉现象产生的原因. （2）衍射和干涉现象产生的条件. （3）衍射和干涉现象的意义.
ห้องสมุดไป่ตู้
【规范解答】选A、D.光的干涉现象是由两束相干光源叠加产生的,而光的衍射现象可以看做无数条光线叠加形成,所以都是光的叠加形成的,A对；双缝干涉中由于缝很窄,也会产生衍射现象,B错；光波要发生明显的衍射和干涉现象要满足一定的条件,C错；干涉和衍射现象都是波特有的现象,D 对.
2.观察“实验:检验光波是不是横波”探究以下几个问题:
(1)让阳光或灯光通过偏振片P,以光的传播方向为轴旋转偏振片P,透射光的强度有变化吗?说明了什么? 提示：透射光的强度不发生变化,说明阳光或灯光发出的光波是纵波或者是包含在垂直于传播方向上沿各个方向振动的横波.
(2)在偏振片P的后面再放一个偏振片Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片Q,观察通过两块偏振片的透射光的强度有没有发生变化?说明了什么? 提示：当两偏振片透振方向相同时, 透射光的强度最强;当两偏振片的透振方向垂直时, 透射光的强度最弱,说明光是一种横波.
1.观察“实验:横波可能有不同的振动方向”探究以下问题:
(1)狭缝与振动方向平行放置及与振动方向垂直放置时,软绳形成的横波通过狭缝时有什么现象发生? 提示：狭缝与振动方向平行放置时,横波能继续向前传播,狭缝与振动方向垂直放置时,横波不能向前传播.

光的衍射、光的偏振课件

●答案： D
自然光(非偏振光)
光的来源直接从光源发出的光
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，光振动沿某一特定方向(与起偏器透振方向一致)
●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．
(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．
●(2)只有横波才能发生偏振现象，光是横波．
●(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
偏振现象
只有沿偏振片的“ 透振方向”振动的光波才能通过偏振片
结论
偏振现象表明，光是一种横波
(1)自然光通过偏振片后，得到偏振光偏振光的形成 (2)自然光在介质表面反射时，反射光和
折射光都是偏振光
●(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
●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

光的衍射与偏振(有动画)

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。
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.
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．
不同缝宽的单缝衍射
不同色光的单缝衍射
光的干涉和光的衍射的比较22双缝干涉和单缝衍射都是光波叠加的结果只明暗相间中间较宽较亮两边对称亮度渐减弱明暗相间等间距等亮度明暗相间中间较宽较亮两边对称亮度渐减弱明暗相间等间距等亮度22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

光的干涉衍射和偏振（含答案）

第4课时　光的干涉　衍射和偏振导学目标 1.掌握光的干涉现象产生的条件，特别是双缝干涉中出现明暗条纹的条件及判断方法.2.掌握光产生明显衍射的条件，以及衍射与干涉现象的区别.3.掌握光的偏振现象，了解偏振在日常生活中的应用．一、光的干涉[基础导引]1．在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为7.5×10－7 m，如果用频率6.0×1014 Hz的黄光照射双缝，试通过计算分析P点出现的是亮条纹还是暗条纹．2．描绘地势高低可以用等高线，描绘静电场可以用等势线，薄膜干涉条纹实际上是等厚线，同一干涉条纹上各个地方薄膜的厚度是相等的．利用光的干涉检查平整度时，观察到了干涉条纹的形状，就等于知道了等厚线的走向，因而不难判断被检测平面的凹下或凸出的位置．为什么薄膜干涉条纹是等厚线？[知识梳理]1．双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是________的相干光波．屏上某点到双缝的路程差是________________时出现亮条纹；路程差是半波长的________时出现暗条纹．相邻的明条纹(或暗条纹)之间的距离Δx与波长λ、双缝间距d 及屏到双缝的距离l之间的关系为____________．2．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)____________反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度________．特别提醒　1.只有相干光才能形成稳定的干涉图样．2．单色光形成明暗相间的干涉条纹，白光形成彩色条纹．二、光的衍射[基础导引]太阳光照着一块遮光板，遮光板上有一个较大的三角形孔．太阳光透过这个孔，在光屏上形成一个三角形光斑．请说明：遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时，光屏上的图形将怎样变化？说出其中的道理．[知识梳理]1．光________________________________的现象叫光的衍射．2．发生明显衍射的条件：只有在障碍物的尺寸比光的波长小或者跟波长相差不多的条件下，才能发生明显的衍射现象．3．泊松亮斑：当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)．特别提醒　1.光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同．2．区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分．三、光的偏振[基础导引]图2市场上有一种太阳镜，它的镜片是偏振片．偏振片与普通的有色玻璃片相比有什么优点？安装镜片时它的透振方向应该沿什么方向？利用偏振眼镜可以做哪些实验、做哪些检测？[知识梳理]1．偏振：光波只沿____________的方向振动，称为光的偏振．2．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____________振动的光，而且沿各个方向振动的光波的________都相同，这种光叫做自然光．3．偏振光：在________于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光，叫做偏振光．光的偏振证明光是________．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．特别提醒　1.自然光通过偏振片后，就变成了偏振光．2．平时我们所见的光，除直接从光源射来的以外都是不同程度的偏振光.考点一　光的干涉考点解读1．明暗条纹的判断方法(1)单色光a ．如图1所示，光源S 1、S 2发出的光到屏上P 点的路程差r 2－r 1＝kλ(k ＝0,1,2…)时，光屏上出现明条纹．b ．光的路程差r 2－r 1＝(2k ＋1)(k ＝0,1,2…)时，光屏上出现暗条纹．λ2图1(2)白光：光屏上出现彩色条纹．(3)中央条纹为明条纹．2．双缝干涉是等间距的，相邻明条纹(或暗条纹)间的距离与波长成正比(装置已确定的情况下)．利用双缝干涉实验可测量光波的波长．3．薄膜干涉(1)如图2所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA ′和后表面BB ′分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加．(3)原理分析①单色光a ．在P 1、P 2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr 等于波长的整数倍．图3图4图5Δr ＝nλ(n ＝1,2,3…)，薄膜上出现明条纹．b ．在Q 处，两列反射回来的光波的路程差Δr 等于半波长的奇数倍．Δr ＝(2n ＋1)(n ＝0,1,2,3…)，薄膜上出现暗条纹．λ2②白光：薄膜上出现水平彩色条纹．4．薄膜干涉的应用干涉法检查平面如图3所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检平面不平整，则干涉条纹发生弯曲．典例剖析例1　如图4所示，在双缝干涉实验中，S 1和S 2为双缝，P 是光屏上的一点，已知P 点与S 1、S 2距离之差为2.1×10－6m ，分别用A 、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P 点是亮条纹还是暗条纹？(1)已知A 光在折射率为n ＝1.5的介质中波长为4×10－7 m ；(2)已知B 光在某种介质中波长为3.15×10－7 m ，当B 光从这种介质射向空气时，临界角为37°；(3)若让A 光照射S 1，B 光照射S 2，试分析光屏上能观察到的现象．跟踪训练1　如图5所示，在双缝干涉实验中，已知SS 1＝SS 2，且S 1、S 2到光屏上P 点的路程差Δr ＝1.5×10－6 m.(1)当S 为λ＝0.6 μm 的单色光源时，在P 点处将形成______条纹．(2)当S 为λ＝0.5 μm 的单色光源时，在P 点处将形成______条纹．(均选填“明”或“暗”)例2　用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为0.25 mm ，在距离双缝为1.2 m处的光屏上，测得5条亮纹间的距离为7.5 mm.求这种单色光的波长．探究所得　掌握条纹间距公式Δx ＝λ.l d 跟踪训练2　薄膜干涉在科学技术上有很大应用．如图6甲是干涉法检查平面示意图，图乙是得到的干涉图样，则干涉图样中条纹弯曲处的凹凸情况是______．(选填“上凸”或“下凹”)图6考点二　衍射与干涉的比较考点解读1．衍射与干涉的比较两种现象比较项目单缝衍射双缝干涉条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距不同点亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹特别提醒　1.白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同．2．区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分．2．干涉与衍射的本质：光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹．典例剖析例3　在杨氏双缝干涉实验中，如果( )A ．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B ．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C ．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D ．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹跟踪训练3　在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样，图7的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是 ( )图7A ．a 、cB ．b 、cC ．a 、dD ．b 、d 考点三　光的偏振考点解读1．偏振光的产生方式(1)自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器．(2)自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．注意　不能认为偏振片就是刻有狭缝的薄片，偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特征，即存在一个偏振方向，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收了．2．偏振光的理论意义及应用(1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明光波是横波．(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．典例剖析例4　(1)肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是______现象；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是________现象．(2)凡是波都具有衍射现象，而把光看作直线传播的条件是__________________________.要使光产生明显的衍射，条件是_______________________________________________．(3)当狭缝的宽度很小并保持一定时，分别用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是___________________________________________________________________．(4)如图8所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明________________________________________________________________________．图8跟踪训练4　光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特性的是( ) A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹A组　光的干涉1．关于光的干涉，下列说法中正确的是( ) A．在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B．在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个明条纹间距将变宽C．只有频率相同的两列光波才能产生干涉图9图10D ．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定2.双缝干涉实验装置如图9所示，双缝间的距离为d ，双缝到像屏的距离为l ，调整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹．关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是( )A ．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰B ．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹C ．若将双缝间距离d 减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D ．若将双缝间距离d 减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大3．用如图10所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈，将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )A ．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B ．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C ．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D ．干涉条纹保持原来状态不变B 组　光的衍射和偏振4．如图11所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M 上的小孔照射到固定不动的偏振片P 上，再使偏振片Q 绕轴匀速转动一周，则关于光屏N 上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是 ( )图11A ．光屏N 上光的亮度保持不变B ．光屏N 上光的亮度会时亮时暗C ．光屏N 上有两条与偏振片P 、Q 透振方向对应的亮线D ．光屏N 上只有一条亮线随偏振片转动而转动5．用单色光通过小圆盘和小圆孔分别做衍射实验，在光屏上得到衍射图形，则( )A ．用小圆盘时，图形中央是暗的，用小圆孔时，图形中央是亮的B ．用小圆盘时，图形中央是亮的，用小圆孔时，图形中央是暗的C ．两个图形中央均为亮点的同心圆形条纹D ．两个图形中央均为暗点的同心圆形条纹图1课时规范训练(限时：30分钟)一、选择题1．关于光的干涉现象，下列说法正确的是 ( )A ．在波峰与波峰叠加处，将出现亮条纹；在波谷与波谷叠加处，将出现暗条纹B ．在双缝干涉实验中，光屏上距两狭缝的路程差为1个波长的某位置，将出现亮纹C ．把入射光由黄光换成紫光，两相邻明条纹间的距离变窄D ．当薄膜干涉的条纹是等间距的平行线时，说明薄膜的厚度处处相等2．图1是双缝干涉实验装置的示意图，S 为单缝，S 1、S 2为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S 时，可在光屏P 上观察到干涉条纹．下列说法正确的是( )A ．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小B ．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大C ．将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D ．将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大3．在单缝衍射实验中，下列说法正确的是( )A ．其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B ．其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C ．其他条件不变，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D ．其他条件不变，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽4．下列有关光现象的说法正确的是 ( )A ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大B ．以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射C ．紫光从空气射向水中，只要入射角足够大，就可以发生全反射D ．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度5．如图2所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的透振方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化．设起偏器和检偏器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是 ( )图2A ．到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大B ．到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大图3C ．到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小D ．到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小6．双缝干涉实验装置如图3所示，绿光通过单缝S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S 1和S 2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O 点距双缝S 1和S 2的距离相等，P 点是距O 点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O 点及其上方的干涉条纹的情况是 ( )A ．O 点是红光的亮条纹B ．O 点不是蓝光亮条纹C ．红光的第一条亮条纹在P 点的上方D ．蓝光的第一条亮条纹在P 点的上方二、非选择题7．如图4所示，是研究激光相干性的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝S 1、S 2，由S 1、S 2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是λ，屏上的P 点到两狭缝S 1、S 2的距离相等，如果把P 处的亮条纹记作0号条纹，由P 向上数，与0号亮条纹相邻的亮纹依次是1号条纹、2号条纹……则P 1处的亮纹恰好是10号条纹．设直线S 1P 1的长度为L 1，S 2P 1的长度为L 2，则L 2－L 1等于多少？图4复习讲义基础再现一、基础导引　1.暗条纹2．因为形成同一条干涉条纹的两列反射波的路程差一定，而且路程差的一半恰好是薄膜的厚度，所以同一干涉条纹是等厚线．知识梳理　1.相同　波长整数倍　奇数倍　Δx ＝λ　2.前后两面　相同l d 二、基础导引　起初小孔不太小时，光沿直线传播，此时光斑随小孔尺寸减小而减小．当小孔足够小时，光发生衍射，而且小孔越小衍射效果越强，此时光斑随小孔尺寸减小而增大．知识梳理　1.离开直线路径绕到障碍物阴影里三、基础导引　两者的目的都是减少通光量，但普通带色玻璃改变了物体的颜色，而偏振片却没有．安装镜片时，两镜片的透振方向应相互垂直．利用偏振镜片可以检验光波是不是横波，可以检测某一光波是不是偏振波．知识梳理　1.某一特定　2.一切方向　强度　3.垂直　横波课堂探究例1　(1)暗条纹　(2)亮条纹　(3)见解析解析　(3)若让A 光和B 光分别照射S 1和S 2，这时既不能发生干涉，也不发生衍射，此时在光屏上只能观察到亮光．跟踪训练1　(1)暗　(2)明例2　3.9×10－7 m跟踪训练3　D例4　见解析解析　(1)肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象．(2)障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，可把光看作沿直线传播；障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，可产生明显的衍射现象．(3)红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远．(4)这个实验说明了光是一种横波．跟踪训练4　D分组训练1．C 2.BD 3.D 4.B 5.C课时规范训练1．BC 2．B 3．ACD 4．A　5．B 6．AC　7．10λ。

高中物理光的衍射、偏振、色散、激光 (提纲、例题、练习、解析)

光的衍射、偏振、色散、激光【学习目标】1．了解光的衍射现象及观察方法． 2．理解光产生衍射的条件．3．知道几种不同衍射现象的图样．5．知道振动中的偏振现象，偏振是横波特有的性质． 6．明显偏振光和自然光的区别．7．知道光的偏振现象及偏振光的应用． 8．知道光的色散、光的颜色及光谱的概念． 9．理解薄膜干涉的原理并能解释一些现象．10．知道激光和自然光的区别． 11．了解激光的特点和应用．【要点梳理】要点一、光的衍射 1．光的衍射现象当单色光通过很窄的缝或很小的孔时，光离开了直线路径，绕到障碍物的阴影里去，光所达到的范围会远远超过它沿直线传播所应照明的区域，形成明暗相间的条纹或光环． 2．产生明显衍射的条件障碍物的尺寸可以跟光的波长相近或比光的波长还要小时能产生明显的衍射．对同样的障碍物，波长越长的光，衍射现象越明显；对某种波长的光，障碍物越小，衍射现象越明显．由于波长越长，衍射性越好，所以要观察到声波的衍射现象就比观察到光波的衍射现象容易得多． 3．三种衍射现象和图样特征 (1)单缝衍射． ①单缝衍射现象．如图所示，点光源S 发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较宽，则光沿着直线传播，传播到光屏上的AB 区域；若缝足够窄，则光的传播不再沿直线传播，而是传到几何阴影区，在AA BB ''、区还出现亮暗相间的条纹，即发生衍射现象．要点诠释：衍射是波特有的一种现象，只是有的明显，有的不明显而已． ②图样特征．单缝衍射条纹分布是不均匀的，中央亮条纹与邻边的亮条纹相比有明显的不同：用单色光照射单缝时，光屏上出现亮、暗相间的衍射条纹，中央条纹宽度大，亮度也大，如图所示，与干涉条纹有区别．用白光照射单缝时，中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，最远离中央的是红光．(2)圆孔衍射．①圆孔衍射的现象．如图甲所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现图乙中所示的情形，无衍射现象发生；当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现图丙中所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环．②图样特征．衍射图样中，中央亮圆的亮度大，外面是亮、暗相间的圆环，但外围亮环的亮度小，用不同的光照射时所得图样也有所不同，如果用单色光照射时，中央为亮圆，外面是亮度越来越暗的亮环．如果用白光照射时，中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．(3)圆板衍射．在1818年，法国物理学家菲涅耳提出波动理论时，著名的数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出圆板后面的中央应出现一个亮斑，这看起来是一个荒谬的结论，于是在同年，泊松在巴黎科学院宣称他推翻了菲涅耳的波动理论，并把这一结果当作菲涅耳的谬误提了出来但有人做了相应的实验，发现在圆板阴影的中央确实出现了一个亮斑，这充分证明了菲涅耳理论的正确性，后人把这个亮斑就叫泊松亮斑．小圆板衍射图样的中央有个亮斑——泊松亮斑，图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小．4．衍射光栅(1)构成：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．(2)特点：它产生的条纹分辨程度高，便于测量．(3)种类：⎧⎨⎩透射光栅反射光栅．5．衍射现象与干涉现象的比较种类项目单缝衍射双缝干涉不同点产生条件只要狭缝足够小，任何光都能发生频率相同的两列光波相遇叠加条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮，两边变暗清晰条纹，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹6．三种衍射图样的比较如图所示是光经狭缝、小孔、小圆屏产生的衍射图样的照片．由图可见：(1)光经不同形状的障碍物产生的衍射图样的形状是不同的． (2)衍射条纹的间距不等．(3)仔细比较乙图和丙图可以发现小孔衍射图样和小圆屏衍射图样的区别：①小圆屏衍射图样的中央有个亮斑——著名的“泊松亮斑”；②小圆屏衍射图样中亮环或暗环间距随着半径的增大而减小，而圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大；③乙图背景是黑暗的，丙图背景是明亮的．要点二、光的偏振 1．光是横波光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，但不能由此确定光究竟是横波还是纵波．要点诠释：电磁波是横波，电磁波中的电场强度E 和磁感应强度B 都与波的传播方向垂直．既然光是电磁波，也应该是横波，光的作用主要是由其电场强度E 引起的． 2．偏振现象(1)狭缝对横波、纵波的影响：如果在波的传播方向上放一带狭缝的木板，不管狭缝方向如何，纵波都能自由通过狭缝；对横波，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能毫无阻碍地通过狭缝；当狭缝的方向与质点的振动方向垂直时，横波就不能通过狭缝，这种现象叫做横波的偏振．如图所示．(2)横波独有的特征：偏振现象是横波所特有的，故利用偏振现象可判断一列波是横波或是纵波．(3)光的偏振现象说明光波是横波．3．自然光和偏振光(1)自然光：从普通光源直接发出的自然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏向哪一个方向．这种沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫自然光．自然光介绍：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着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。

光的衍射作业(07)

δ = d(sinϕ −sini) = ±kλ k = 0, 1, 2, …
— 斜入射光栅方程。斜入射光栅方程。
为整数比时，（2）d/a为整数比时，会出现缺级。）为整数比时会出现缺级。
{
(a + b)sinϕ = ±kλ，k = 0,1,2,L asinϕ′ = ±k′ λ，k′ = 1,2,3,L
4.包含波长为λa与λ b的一束平行光垂直照射包含波长为在单缝上，在单缝上，在衍射条纹中λ a的第一级小恰与的第一级大位置重合， λ b的第一级大位置重合，则λ a： λb=( ) A. 1:2 B. 2:1 C. 2:3
2 5.在一衍射光栅中，b=2a，则产生缺级现象在一衍射光栅中，在一衍射光栅中，的级数为( ) 的级数为 A. 1, 3, 5… B. 2,4,6… C. 3, 6, 9… D. 4, 8, 12…
A.透镜成像原理；B.光的干涉和衍射的原理透镜成像原理；光的干涉和衍射的原理透镜成像原理 C.光的偏振原理；D.晶体的二向色性光的偏振原理；晶体的二向色性光的偏振原理
(二) 填空题
P 1.在夫琅和费衍射示意 1 在夫琅和费衍射示意 3 图中，图中，所画出的各条正 3 5 5 入射光线间距相等，入射光线间距相等，那 2λ 么光线1与在屏幕上在屏幕上P 么光线与3在屏幕上 π 点应为___点点上相遇时的位相差为____,P点应为点上相遇时的位相差为 2π 点应为暗点。
(1) (a + b)sinϕ = kλ →a + b = 2.4×10 m
−6
a+b a+b −6 (2) k = k'= 0.8×10 m, (k'= 1) k'→a = a k a+b (3) km = =4

光的衍射与光的偏振

光的衍射与光的偏振光是一种波动现象，具有波粒二象性。

在光的传播过程中，发生了许多令人着迷的现象，其中包括光的衍射和光的偏振。

本文将详细介绍光的衍射与光的偏振的原理和特点。

一、光的衍射光的衍射是光波传播过程中的一种特殊现象。

当光通过一个孔眼或者物体的边缘时，会发生光线的弯曲和扩散。

这种现象被称为光的衍射。

光的衍射可以用赫歇尔原理进行解释。

根据赫歇尔原理，光波在通过孔径大小和波长相当的孔眼时，会发生衍射现象。

光波通过孔径时，会沿着圆屏的边缘发生扩散，使得光线在屏上形成一系列的亮暗条纹。

这些亮暗条纹被称为衍射图样，代表着光波的某些特性。

光的衍射可以分为单缝衍射、双缝衍射和多缝衍射等。

其中，双缝衍射是最典型的案例。

在双缝衍射实验中，光通过两个缝隙时，会在屏幕上产生一系列明暗的交替条纹，这种现象被称为干涉。

干涉现象证明了光是波动的，而不是粒子。

二、光的偏振光的偏振是指光波的振动方向。

光波可以沿着不同的方向振动，从而产生不同的偏振状态。

通常情况下，自然光是无偏振的，其中包含了各个方向的振动分量。

然而，通过适当的装置可以将自然光转化为偏振光。

常见的偏振装置包括偏振片和偏振器。

偏振片是由具有定向分子结构的材料制成的，只允许振动方向与其定向结构一致的光通过。

当自然光通过偏振片时，只有与偏振片定向一致的光波能够通过，而其他方向的光波则被吸收或者阻挡，从而实现对光的偏振。

偏振光具有许多特殊的性质。

例如，偏振光在通过一些介质时，会发生偏振方向的旋转，这种现象被称为旋光现象。

此外，在光的交叠叠加中，不同偏振方向的光波会发生干涉现象，产生出对应的干涉图样。

三、光的衍射与光的偏振的应用光的衍射和光的偏振在许多领域都有广泛的应用。

在光学领域，光的衍射被应用于衍射光栅、衍射仪等设备中。

光栅是一种具有规则孔径排列的衍射元件，能够将光线分解为不同的波长，从而实现光谱的测量和分析。

此外，光的衍射也被应用于激光技术中，通过调整光源的波长和孔径的大小，可以实现光的聚焦和激光束的控制。

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