粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
光的衍射和偏振-粤教版选修3-4教案
光的衍射和偏振-粤教版选修3-4教案一、引言光是一种波动现象,它在传播过程中会发生许多特殊的现象,如衍射和偏振。
本节课将讨论这两种光的现象,旨在让学生深入了解光的性质和特点,理解光的传播规律。
二、衍射1. 实验现象实验1:在一扇窗户上垂直放一根细针,当太阳的光照在窗户上时,可以观察到光通过针眼的部分会呈现一个圆形的光斑。
实验2:使用幅射计,将一条光线发送到屏幕上,并通过一个小孔观察到它的传播过程,可以观察到光线在小孔后会出现明暗相间的光斑。
2. 衍射现象的解释当光线穿过孔隙或通过一个边缘时,它就会发生衍射。
简单来说,衍射是指光通过一些物质界面或障碍物时发生的一种现象。
衍射的现象是由于光在物体阻挡下发生了多次折射和反射,导致光波的前后缘产生干涉,形成的立体光场。
波的干涉可以产生出不同的光强度和颜色,并在空间中形成特殊的分布规律。
3. 衍射的规律衍射的规律取决于光的波长、衍射孔的大小、形状和孔隙边缘的光滑程度等因素。
当光线通过一个孔隙时,会发生岛屿、极小值、干涉环等明显的现象。
1.一般会分为两类衍射:–小孔衍射:当光通过一个小孔时,会在屏幕上形成一个亮暗相间的光斑。
–大孔衍射:当光通过一个大于相干区域的孔时,会在衍射角的周边产生明暗相间、干涉现象的环状图案。
2.衍射的定量描述:用空间角衡量光的强度,可以用夫琅禾费衍射公式表达,有助于定量描述光的衍射。
夫琅禾费衍射公式中,光的波长、衍射孔的大小和孔隙边缘的光滑程度都是衍射干涉现象的重要因素。
数学上可以用衍射极小值来表达,公式为:$$\\sin\\theta=m\\lambda/d$$其中,$\\theta$为衍射角度,m为整数,λ为波长,d为孔径。
根据这个公式,可以预测衍射角和无比的样式。
4. 衍射的应用在日常生活中,衍射的现象可以见于许多物品,如照相机、显微镜、CD、DVD等。
衍射现象不仅帮助我们学习和理解物质媒体对光的作用,而且还有很多实际的应用,例如雷达、声纳和X光衍射成像等。
光的衍射偏振 激光+高二上学期物理粤教版(2019)选择性必修第一册
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.
5、偏光太阳镜
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。
圆孔衍射现象
光
01
偏振
课堂引入
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?
课堂引入
摄影师又是如何拍摄下清晰的画面的呢?
温故知新
光的干涉和衍射说明光具有波动性,但光波是横波还是纵波?
一、偏振
绳波的振动方向与狭缝的方向平行时,传播情况正常;振动方向与狭缝方向 垂直时,绳波经过狭缝后消失。这种现象叫做偏振现象
未装偏振照明灯的情景 安装偏振照明灯的情景
安装偏振照明灯的情景
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散射光。
一、光的衍射
1.光的衍射:光离开直线传播路径绕到障碍物阴影里去的现象叫光的
衍射现象。衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样。
S
2.单色光单缝衍射图样的特点:
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。
④波长一定时,单缝越窄,现象越明 显,中央亮纹越宽越暗
不同缝宽的单缝衍射
2018版高中物理第4章光第6节光的衍射和偏振课件粤教版选修
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
(1)照相机镜头前 偏振现象的应用
【特别提醒】 1衍射是波的特有的现象,一切波均能发生衍射现象. 2光遇小孔、单缝或障碍物时,衍射现象只有明显不明显之分,无发生不 发生之别. 3可见光的波长范围:10-6 m~10-7 m,因此光的衍射现象不易观察到.
三、单缝衍射与双缝干涉的比较
种类 项目
单缝衍射
双缝干涉
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
不
ห้องสมุดไป่ตู้
条纹宽度 条纹宽度不等,中央最宽
条纹宽度相等
同
条纹间距 各相邻条纹间距不等
各相邻条纹等间距
点
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
【特别提醒】 1单缝衍射可以理解为若干个干涉,从而理解条纹相间排 列.
2光波的波长增大,衍射条纹、干涉条纹的宽度都变大. 3复色光的衍射或干涉图样,可认为各单色光单独照射所成图样的叠加.
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 4-6-1 所示.
图 4-6-1
(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,光屏上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.
高中物理 4.6 光的衍射和偏振教案 粤教版选修3-4
光的衍射和偏振教学目标(一)知识目标1、知道几何光学中所说的光沿直线传播是一种近似.2、知道光通过狭缝和圆孔的衍射现象.3、知道观察到明显衍射的条件4、知道振动中的偏振现象,了解什么是偏振现象,知道偏振是横波的特点.5、知道偏振光和自然光的区别,知道偏振光在实际生活中的应用.(二)能力目标1、了解单缝衍射、小孔衍射,并能用相关知识对生活中的有关现象进行解释和分析.2、通过光的偏振现象和机械波的偏振现象的实验对比,理解光波是横波的实质.(三)情感目标1、让学生知道科学研究必须重视理论的指导和实践的勤奋作用;2、必须有自信心和踏实勤奋的态度;3、在学习中也要有好品质、好作风.4、培养良好的物理实验习惯,学会用理论指导实践,用实验来验证理论.5、知道在学习物理的过程中,做好实验的重要性.教学建议有关光的衍射的教学建议应该让学生了解,光的直进,是几何光学的基础,光的衍射现象并没有完全否定光的直进,而是指出了光的直进的适用范围或者说它的局限性.课本只要求学生初步了解光的衍射现象,不做理论讨论,因此与机械波类比和观察实验现象是十分重要的.首先,要结合机械波的衍射,使学生明确光产生衍射的条件.讲光的衍射要配合演示实验、要让学生能区分干涉图样与衍射图样的区别.单色光干涉图样条纹等间距,衍射图样中间宽两边窄.除了演示实验外,要尽可能多地让学生自己动手做实验进行观察.包括节后的小实验2,以及观察小孔衍射(在铝箔或胶片上打出尺寸不同的小孔,以小电珠作光源,距光源1~2米,眼睛靠近小孔观察光通过小孔的衍射花样--彩色圆环).还可让学生通过羽毛、纱巾观看发光的灯丝(对见到的彩色花样可不作解释)等等,以补学生对这一现象的不熟悉和帮助学生理解.在本节教材中提到泊松亮斑--泊松原以为这下子可以驳倒菲涅尔的波动理论了,事与愿违,菲涅尔和阿拉果接受了泊松的挑战,用实验验证了这个理论结论,实验却成了波动理论极其精彩的实证,菲涅尔为此获得了科学奖金(1819年).这个科学小故事告诉我们,在科学研究上必须重视理论的指导作用和实践的检验作用;作为科研工作者,必须有坚定的自信心和踏实勤奋的工作态度.今天的学习,在掌握知识的同时,也应培养自己这方面的好品质、好作风.在复习前两节内容干涉、衍射的基础上进行小结,让学生了解:光的干涉和衍射说明光具有波动性;光的偏振说明光是横波.可以先向学生介绍波的偏振现象,然后演示光的偏振现象实验,最好由学生自己亲自动手观察偏振光.引导学生分析横波的偏振特性,区别纵波的无偏振特性,再让学生区别偏振光与自然光.并分析讲解偏振光的产生方式,这一部分知识也可以让学生自己学习,查找资料.最后进行总结。
粤教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第4章 光及其应用 第6节 光的衍射和偏振--第7节 激光
乙为紫光的单缝衍射图样,丁为绿光单缝衍射图样;故从左向右依次是红光
(双缝干涉)、紫光(单缝衍射)、黄光(双缝干涉)和绿光(单缝衍射),故选C.
规律方法
明显.
入射光波长越长,障碍物、小孔或狭缝的尺寸越小,衍射现象越
对点演练
1. 在一次观察光的衍射实验中,观察到如图所示的清晰的明暗相间的图样,
那么障碍物是( D )
提示 在垂直于传播方向的平面内,自然光沿所有方向振动,偏振光沿某一
特定方向振动.
三、激光
1.激光的特性
(1) 单色性
好:普通光源发射的光,通常包含各种不同频率的光,因而包
含有各种颜色.而激光发射的光谱宽度很
窄
,因此激光是 单色
产
生很好的光源.
(2) 相干性
好:普通光通常是非相干光,激光是
相干
光束,它为我
颜色依次是( C )
A.黄绿红紫
B.黄紫红绿
C.红紫黄绿
D.红绿黄紫
解析 双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹,所有条纹宽度相同且等间距,
λ
故甲、丙两个是双缝干涉现象,根据双缝干涉条纹间距Δx= 可以知道波
长λ越大,Δx越大,故甲是红光,丙是黄光;单缝衍射条纹中间明亮且宽大,越
向两侧宽度越小,而波长越大,中央亮条纹越粗,故乙、丁是单缝衍射图样,
2.红光、蓝光分别通过单缝、双缝所呈现的图样如图所示,则( D )
A.甲为蓝光的衍射图样
B.乙为红光的干涉图样
C.丙为红光的衍射图样
D.丁为蓝光的干涉图样
解析 单缝衍射条纹是中间明亮且宽大,越向两侧宽度越小越暗,而波长越
大,中央亮条纹越粗,故甲、乙是衍射图样,且甲图为红光的衍射图样,乙图
光的衍射与光的偏振-粤教版选修2-3教案
光的衍射与光的偏振-粤教版选修2-3教案教学目标1.了解光的衍射与光的偏振现象的定义和基本概念;2.掌握衍射的产生条件及影响因素,了解常见衍射现象;3.理解偏振光的产生方式,掌握偏光片的使用方法,熟悉偏振现象及透偏法。
教学重点1.掌握光的衍射与光的偏振现象的基本概念及产生条件;2.熟知常见衍射现象和应用;3.掌握偏光片的使用方法,理解透偏法的基本原理。
教学难点1.理解光的偏振现象及其产生过程;2.掌握偏光片的使用方法。
课前准备教师准备偏光片、三棱镜等实验器材,PPT课件。
教学过程Part 1 光的衍射1.1 光的衍射基本概念将一束单色光通过一个小孔或物体的缝隙,使其突然扩大到另一角度。
由于光是波动的,因此它们在穿过孔或缝隙时会发生衍射现象,使它们发生偏斜。
这种现象称为光的衍射,常见的有菲涅尔衍射、菲涅尔-柯西衍射和菲涅尔-托马斯衍射等。
1.2 光的衍射产生条件光的衍射的产生和界面的大小和尺寸有关。
其产生条件为,当光波的波长与入射光线经过的界面的大小(比如小孔、缝隙、狭缝等)同级别时,才会发生衍射现象。
1.3 常见衍射现象常见的衍射现象有:1.夹缝衍射2.菲涅尔衍射3.菲涅尔-柯西衍射4.菲涅尔-托马斯衍射1.4 应用衍射在实际生活中有着广泛的应用,如:1.衍射光栅2.衍射摄影3.CD/DVDPart 2 光的偏振2.1 光的偏振现象光振动方向的一个特定方向与进入偏振片时振动方向的夹角,决定了光到达偏振片后的光量。
当光波向一个特定方向(如水平)振动的振幅超出另一个方向(如垂直)时,被视为偏振现象。
2.2 偏振的产生方法光的偏振可以通过:1.偏振片(包括线偏振片和环偏振片);2.透过反射的光线。
2.3 偏光片的使用方法偏光片可以通过旋转来改变它的传透方向。
透过偏光片的光线会变为线性偏振光,传递或反射的光线将只有与偏光片传递轴夹角相同的振动方向。
偏振片的优点是可以通过调节振动方向来消除来自特定方向的光线,以便将光线过滤掉。
粤教版高中物理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学案
学习目标物理与STSE 1.知道光的衍射现象,知道产生明显衍射现象的条件.2.知道光的偏振现象,知道光是横波.3.能运用偏振知识来解释生活中的一些常见光学现象.4.了解激光的特点和应用.泊松亮斑是光的衍射用偏振眼镜可以观看立体电影光的衍射1.狭缝衍射现象.(1)当狭缝较宽时,光屏上是一条亮的光带,符合光的直线传播规律.(2)当狭缝变窄时,光屏上会出现中央亮且宽、两边对称分布、明暗相间的光带,整个图样远大于光通过狭缝按直线传播所能照亮的区域.(3)定义:光绕过了狭缝边缘传播,而不是沿直线传播.2.发生明显衍射现象的条件:障碍物的尺寸与光的波长相当,甚至小于光的波长.光的偏振1.偏振片.由特殊的材料制成,它有一个特殊的方向,叫作透振方向.当光的振动方向与透振方向平行时,光能完全通过偏振片.2.偏振光.(1)实验:太阳光通过两块偏振片,当两块偏振片的透光方向一致时,观察到的光最强;当两块偏振片的透振方向垂直时,几乎观察不到光.(2)定义:具有特定方向的光.(3)光的偏振现象说明光是一种横波.3.偏振现象的应用.偏振光眼镜、照相机镜头前的偏振滤光片、车灯眩光的消除等.激光1.特点:单色性好、相干性好、平行度好、亮度高.2.应用.(1)光导纤维:激光的亮度高,能在一定程度上保证携带信号的光在传输很长时间后仍具有足够的亮度.单色性好,只要选择好光入射到光纤的角度,则所有携带信号的光都满足全反射条件.(2)测量距离和跟踪目标:雷达对准目标发出一个极短的激光脉冲,通过测量从发射脉冲到接收回波的时间,可算出目标的距离.(3)医学上:可作“光刀”,还可以用水激光治疗牙疼.(4)可预测天气预报.(5)全息照相:能同时记录振幅和相位的照相.利用了激光的相干性、平行度好和亮度高的特点.核心素养物理观念光的衍射光的偏振激光科学思维能运用光的衍射、偏振和激光的知识来解释生活中的一些常见光学现象科学探究通过讨论和对实验的观察了解光的衍射、偏振现象以及激光的应用,加深对衍射、偏振和激光的理解科学态度与责任培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和热爱科学的品质小试身手1.(多选)对光的衍射现象的定性分析,正确的是(ABC)A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象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解析:根据光的衍射现象的定义可知A正确;衍射图样中有亮、暗条纹,这是光波相互叠加的结果,加强区为亮条纹,减弱区为暗条纹,B正确;因为衍射也是波特有的现象,所以光的衍射现象的发现为光的波动说提供了有力证据,C正确;当障碍物较大时,光的衍射很弱,光几乎沿直线传播,即光的直线传播只是特殊情况下的近似,二者是统一的,D错误.2.在拍摄日落时水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振片,其目的是(A)A.减弱反射光,从而使景物的像清晰B.增强反射光,从而使景物的像清晰C.增强透射光,从而使景物的像清晰D.减弱透射光,从而使景物的像清晰解析:由于反射光的干扰,景物的像常常比较模糊,装上偏振片的目的是减弱反射光,且透振方向与反射光的振动方向垂直,但不能增强透射光,故A正确.3.关于激光的应用问题,下列说法正确的是(C)A.光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制,使其在光导纤维中传递信息的B.计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点C.医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点解析:由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用了激光的相干性,A错误;计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行度好,B错误;医疗中用激光做“光刀”利用了激光的亮度高的特点,C正确;“激光测距雷达”利用的是激光的平行度好的特点,D错误.光的衍射知识归纳1.狭缝衍射.(1)单色光通过狭缝时,在屏幕上出现明暗相间的条纹,中央为亮条纹.中央条纹最宽最亮,两侧的亮条纹逐渐变暗变窄.白光通过狭缝时,在屏上出现彩色条纹,中央为白色条纹.(2)波长一定时,单缝窄的中央条纹宽,各条纹间距大;单缝不变时,光波波长大的中央条纹宽,条纹间距大.2.圆孔衍射:光通过小孔(孔很小)时,在光屏上出现明暗相间的圆环.如下图所示.【典例1】(多选)在狭缝衍射实验中,下列说法正确的是(ACD)A.将入射光由黄光换成绿光,衍射条纹间距变窄B.使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄C.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽解析:当单缝宽度一定时,波长越长,衍射现象越明显,即光偏离直线传播的路径越远,条纹间距也越大,A、C正确;当光的波长一定时,单缝宽度越小,衍射现象越明显,条纹间距越大,B错误;光的波长一定、单缝宽度也一定时,增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距也会变宽,D正确.(1)对于衍射条纹的特征用十二个字概括:“中宽边窄”“中亮边暗”“中白边彩”.其中“中白边彩”只适合于白光光源.(2)各种衍射图样的形状不同,而图样的分布规律、影响因素都是类似的.类题训练1.(2024·甘肃天水月考)下列四幅图是某种单色光形成的干涉或衍射图样,其中与其他三幅表示不同类型的是(B)解析:干涉图样的条纹间距相等,衍射图样的中央条纹最宽,所以B是光的干涉图样,A、C、D是光的衍射图样,故选B.2.用图甲所示装置做圆孔衍射实验,在屏上得到的衍射图样如图乙所示.实验发现,光绕过孔的边缘,传播到了相当大的范围.下列说法正确的是(D)A.此实验说明了光不沿直线传播且具有粒子性B.用不同波长的光做实验,衍射图样完全相同C.若只将圆孔变小,则中央亮斑和亮纹的亮度反而变大D.若只将圆孔变小,则屏上得到的衍射图样的范围将会变大解析:此实验说明了光的衍射现象,且光具有波动性,A错误;用不同波长的光做实验,衍射图样并不相同,因为波长越长,对同一圆孔而言,衍射现象越明显,B错误;圆孔变小,透光强度变小,中央亮斑和亮纹的亮度变弱,C错误;圆孔变小,衍射现象更明显,衍射图样的范围反而变大,D正确.故选D.对光的偏振的理解知识归纳1.对偏振方向与透振方向的理解.透振方向:偏振片由特定的材料制成,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顺利通过偏振片,这个方向叫作“透振方向”.(1)当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向平行时,透射的光最强;当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向垂直时,光不能穿过偏振片.(2)当偏振光的偏振方向与偏振片的透振方向既不平行也不垂直时,则仍会有部分光透过偏振片,只是透过的光的强度介于平行和垂直两种情况之间.2.光的偏振的应用.(1)偏振眼镜:登山运动员在攀登雪峰时,偏振眼镜可避免雪地反射光的伤害;夜间行车可减弱对面行驶过来的车辆的灯光进入眼睛的光强.(2)偏振滤光片:在拍摄太阳斜照的水下景物或玻璃门窗里的图景时,会起到有效地减弱水面、玻璃面反射光的作用,获得清晰的照片.【典例2】(多选)如右图所示,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(BD)A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光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,故A错误;电灯发出的自然光通过偏振片A后,变为偏振光,故B正确;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,故C错误;以SP 为轴将B转过90°后,该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片,则偏振光能通过B,即在P处有光亮,故D正确.(1)当偏振片的偏振方向与光的偏振方向夹角不同时,通过偏振片的光的强度不同.(2)当偏振片的偏振方向与光的偏振方向夹角为90°时,将无光通过偏振片.类题训练3.在日落时分拍摄水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振片,其目的是(B)A.减少阳光在水面上的反射光B.最大限度地阻止阳光在水面上的反射光进入照相机镜头C.增强光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度D.减弱光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度解析:日落时分的阳光照射到水面上时,反射光很强,照相机镜头对着水面时,进入镜头的光线既有阳光经水面的反射光,又有由水中折射入空气的折射光.折射光线进入镜头所摄得的照片才是水下景物的像,在镜头上安装一偏振片,转动偏振片方向使其透振方向与反射光的偏振方向垂直,即可最大限度地阻止反射光进入镜头,增强图像的清晰度,B正确.4.(多选)鉴别奶粉的质量,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.如下图所示,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,则下列说法正确的是(ACD)A.到达O处的光的强度会明显减弱B.到达O处的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处光的强度仍为最大,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处光的强度仍为最大,偏振片A转过的角度等于α解析:自然光通过偏振片后得到振动方向与偏振片的透振方向平行的偏振光,该偏振光经被测样品后,其偏振方向发生了偏转,即相对于光的传播方向向左或向右旋转一个角度α,到达B的光的偏振方向与B的透振方向不完全一致,故O处光的强度会明显减弱,故A 正确,B错误;若将A或B转动一个角度,使得O处光的强度仍为最大,说明它们转过的角度等于α,故C、D正确.激光知识归纳1.激光的产生:激光是原子受激辐射产生的光,发光的方向、频率、偏振方向均相同.两列相同激光相遇可以发生干涉.激光是人工产生的相干光.2.激光的特点.(1)单色性好:激光发射的光谱宽度很窄,是单色产生很好的光源.(2)相干性好:激光的频率单一,相干性非常好,颜色特别纯.用激光做衍射、干涉实验,效果很好.(3)激光的平行度好:从激光器发出的激光具有极好的平行性,几乎是一束方向不变、发散角很小的平行光.传播几千米后,激光斑扩展范围不过几厘米,而探照灯的光束能扩展到几十米范围.(4)亮度高:激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量.【典例3】(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(AB) A.激光用来控制核聚变,是因为它的方向性好,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解析:激光用来控制核聚变,是因为它的方向性好,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,故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,故B正确.用激光拦截导弹,摧毁卫星,是因为激光方向性好、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,方向性好,但都会不同程度地受大气影响,故C、D错误.类题训练5.激光火箭的体积小,却可以装载更大、更重的卫星或飞船.激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供,通过一套像手电筒一样的装置,让激光束射入火箭发动机的燃烧室,使推进剂受热而急剧膨胀,于是形成一股高温高压的燃气流,以极高的速度喷出,产生巨大的推力,把卫星或飞船送入太空.激光火箭利用了激光的(C) A.单色性好B.平行度好C.高能量D.相干性好解析:激光火箭利用激光的高能量特点,使推进剂急剧膨胀,喷出类似于现代火箭的燃料燃烧后产生的燃气流,故C正确.6.(2023·陕西宝鸡期末)在医学上利用激光来焊接剥落的视网膜,是利用了激光的(C)A.单色性好B.方向性好C.亮度高D.相干性好解析:在医学上利用激光来焊接剥落的视网膜,是利用了激光的亮度高、能量强的特点,故C正确.,,课时评价作业A级基础巩固1.关于自然光和偏振光,下列说法正确的是(B)A.自然光包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同B.偏振光是在垂直于传播方向上,只沿着某一特定方向振动的光C.自然光透过一个偏振片后就成为偏振光,偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D.晚上月亮光是自然光解析:光源发出的光,沿着各个方向振动的光的强度都相同的光称为自然光,沿某个特定方向振动的光称为偏振光,A错误,B正确;偏振光不能通过偏振片还原为自然光,C错误;月亮光是偏振光,D 错误.2.关于光的干涉、光的衍射、光的偏振实验,下列描述错误的是(A)A.甲图为单缝衍射图样,乙图为双缝干涉图样B.改用波长较长的入射光实验,甲图中条纹间距变大C.色彩斑斓的肥皂泡,五颜六色的油膜的形成原理与丙图相同D.用照相机拍摄水下景物时,使用偏振镜可以减少水面反射光的干扰应用了丁图的原理解析:双缝干涉图样的相邻亮条纹或暗条纹的间距不变,故题图甲为双缝干涉图样,故A错误,符合题意;根据条纹间距公式Δx=Ld λ,当改用波长较长的入射光实验,题图甲中条纹间距变大,故B正确,不符合题意;题图丙是光的干涉现象,而五颜六色的油膜的形成是干涉现象,故C正确,不符合题意;题图丁是光的偏振原理,用照相机拍摄水下景物时,使用偏振镜可以减少水面反射光的干扰应用了题图丁的原理,故D正确,不符合题意.故选A.3.(多选)纳米技术是跨世纪的新技术,将激光束的宽度集中到纳米范围内,可修复人体已损坏的器官,对DNA分子进行超微型基因修复,把诸如癌症等彻底根除.在上述技术中,人们主要利用了激光的(BC)A.单色性 B.单向性C.亮度高D.粒子性解析:激光束的发散角很小,几乎是一平行的光线,激光束的方向性好这一特性在医学上的应用主要是激光能量能在空间高度集中,从而可将激光束制成激光手术刀.另外,由几何光学可知,平行性越好的光束经聚焦得到的焦斑尺寸越小,再加之激光单色性好,经聚焦后无色散像差,使光斑尺寸进一步缩小,可达微米级以下,甚至可用作切割细胞或分子的精细的“手术刀”,所以A、D错误,B、C正确.4.(多选)用游标卡尺观察光的衍射现象时,下列说法正确的是(BC)A.游标卡尺形成的狭缝应平行于日光灯,且狭缝远离日光灯,人眼也远离狭缝进行观察B.游标卡尺狭缝平行于日光灯观察时,可观察到中央为白色条纹,两侧为彩色条纹,且彩色条纹平行于日光灯C.狭缝宽度由0.5 mm缩小到0.2 mm,条纹间距变宽,亮度变暗D.狭缝宽度由0.5 mm扩展到0.8 mm,条纹间距变宽,亮度变暗解析:当游标卡尺狭缝平行于日光灯,狭缝远离日光灯时,眼睛应靠近狭缝进行观察,观察到平行于日光灯的彩色条纹,且中央为白色条纹,A错误,B正确;狭缝越小,衍射现象越明显,即条纹间距变宽,但亮度变暗,C正确,D错误.5.某同学使用激光器做光源,在不透光的挡板上开一条宽度为0.05 mm的窄缝,进行光的衍射实验,如下图所示,则他在光屏上看到的条纹是(B)解析:单缝衍射条纹中间宽,两侧越来越窄,又由于单缝是水平的,故衍射条纹也是水平的,B正确.B级等级提升6.(多选)沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象,发生沙尘暴时能见度只有几十米,天空变黄发暗,这是由于在这种情况下(BD)A.只有波长较短的一部分光才能到达地面B.只有波长较长的一部分光才能到达地面C.只有频率较高的一部分光才能到达地面D.只有频率较低的一部分光才能到达地面解析:根据光发生明显衍射现象的条件知,发生沙尘暴时,只有波长较长的一部分光能到达地面,据λ=cf知,到达地面的是频率较低的一部分光,故B、D正确.7.(多选)如右图所示,P是竖直方向的偏振片(用实线表示透振方向),下列四种光束中,哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光(ABD)A.太阳光B.沿竖直方向振动的光C.沿水平方向振动的光D.沿与竖直方向成45°角振动的光解析:只要光的振动方向不与偏振片的透振方向垂直,光都能通过偏振片,故A、B、D正确.8.(多选)抽制细丝时可用激光监控其粗细,如下图所示.激光束通过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝时产生的条纹规律相同,则(BD)A.这是利用光的干涉现象B.这是利用光的衍射现象C.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗了D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细了解析:由题图图样可知,这是利用了光的衍射现象,当丝变细时(相当于狭缝变窄)条纹间距变宽,B、D正确.9.下图所示的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,从而使偏振光的振动方向发生变化,光接收器接收的光强度就会变化.设起偏振器和检偏振器透振方向相同,关于这种温度计的工作原理,正确的说法是(B)A.到达检偏振器的光的振动方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越大B.到达检偏振器的光的振动方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越大C.到达检偏振器的光的振动方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越小D.到达检偏振器的光的振动方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越小解析:根据题意知,温度变化越大,光通过光纤时振动方向变化越大,起偏振器和检偏振器的透振方向是相同的,光从光纤中通过时振动方向变化越大,透过检偏振器的光强度就会越小,所以光接收器接收的光强度也就会越小,因此B正确.C级拓展创新10.用a、b两种不同的单色光在相同条件下分别经同一单缝衍射装置得到的衍射图样如图甲、乙所示.现使a光从水中斜射向水面上的O点,其入射角为i、折射角为r,如图丙所示.对于这两种单色光,下列说法正确的是(C)A.在真空中a光的波长较短B.水对a光的折射率n=sin isin rC.在水中a光的传播速度较大D.a光从水中射向空气发生全反射时的临界角较小解析:题图甲衍射明显,说明a光的波长比b光的波长长,即λa>λb,A错误;水对a光的折射率n=sin rsin i,B错误;a光的波长比b光的波长长,根据c=λf可知,a光的频率小,折射率小,根据v=cn可知在水中a光的传播速度较大,C正确;根据全反射定律sin C=1n可知,a光从水中射向空气发生全反射时的临界角较大,D错误.11.一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光,每道闪光称为一个光脉冲,若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10-11 s,波长为694.3 mm,发射功率为1.0×1010 W,真空中光速c=3×108m/s.(1)每个光脉冲的长度是多少?(2)用红宝石激光照射皮肤色斑,每1 cm 2 吸收能量达到60 J 以后,色斑便逐渐消失,一颗色斑的面积是50 mm 2,则它需要吸收多少个红宝石激光脉冲才能逐渐消失?答案:(1)3.0×10-3 m (2)300个解析:(1)一个光脉冲长度Δl =c ·Δt =3.0×108×1.0×10-11 m =3.0×10-3 m.(2)一个光脉冲所携带的能量ΔE =P ·Δt =1.0×1010×1.0×10-11 J =0.1 J.设清除面积为50 mm 2 的色斑需要光脉冲的个数为n ,则 n =E ·S ΔE =60×50×10-20.1 =300.。
粤教版高中物理选修2-3:光的衍射与光的偏振
光沿直线传播
1、孔较大时—— 屏上出现光斑, 但边缘有些模糊. 光的衍射
A S
B
(二)、圆孔衍射 光沿直线传播
2、孔减小时—— 屏上出现光源倒立的像 小孔成像A Sຫໍສະໝຸດ B(二)、圆孔衍射
光的衍射
3、孔较小时—— 屏上出现衍射图样.
A S
B
猜一猜:
使太阳光垂直照射到一块遮光板上,板上 有可以自由收缩的正方形孔,孔的后面放置一 个光屏,在正方形孔逐渐变小直至闭合的过程 中,光屏上依次可以看到几种不同的现象,试 把下列现象依次排列:
光的衍射与偏振
回顾——水波的衍射
产生明显衍射现象的条件: 障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波
长相差不多.
一、光的衍射
1、光的衍射: 光离开直线路径绕过障碍物,到达阴影
里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光的波长小或者 跟波长相差不多. 3、物理意义:
光的衍射现象证明光是一种波.
A.圆形光斑
B.明暗相间的彩色条纹 C.变暗消失
答案:
D.正方形光斑
D→E→A→B→C
E.正方形光斑由大变小
二、光的偏振
比较这两幅图,说明了什么 问题?对我们有什么启发?
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上图中的狭缝 对于机械波的作用一样.
(A)
玻璃门表面 的反光很强
(B)
用偏光镜减弱 了反射偏振光
(C)
用偏光镜消除 了反射偏振光
偏光镜头 立体电影
谢谢
c、白光单缝衍射:中央亮 条纹为白色,两侧为彩色, 且呈外红内紫.
物理粤教版选修3-4素材:课前预习 第4章第6课时光的衍射和偏振 Word版含解析
第六课时光的衍射和偏振
课前预习
情景素材
光的干涉现象表明光是一种波,那么光能否发生衍射呢?它是横波还是纵波?
简答:光会发生衍射现象,光是横波.
知识预览
1.光绕过障碍物或通过小孔进入几何阴影区的现象叫做光的衍射.
2.发生明显的衍射现象的条件:当障碍物或小孔的尺寸与波长相比差不多或比光的波长小.
3.做单缝衍射实验中,若平行光为单色光,则在屏上得到明暗相间的条纹;若平行光为白光,则在屏上得到彩色的条纹.
4.光源发出的光,沿着各个方向振动的光的强度都相同叫做自然光.
5.振动方向一定的光叫做偏振光.
6.太阳、电灯等普通光源发出的光是自然光,通常看到绝大部分光,除了从光源直接射出来的光外,基本上都是偏振光.
7.光的偏振现象证明光波是横波.
第一课时狭义相对论的基本原理
课前预习
情景素材
19世纪末,经典物理学形成了完整的科学体系,自然界的各种物理现象几乎无一不能用它们来解释.1900年著名物理学家汤姆孙充满自信地宣称:科学的大厦已经基本完成,未来的物理学只要做一些修修补补的工作就可以了.不过他也承认,“明朗的天空中还有两朵小小的,令人不安的乌云”.那么这两朵乌云分别是什么?它们又引发了什么新的理论?
简答:分别是黑体辐射和光的速度问题.对它们的研究分别催生了量子理论和相对论.
知识预览
1.伽利略的相对性原理是:力学规律在任何惯性系中都是相同的.
2.狭义相对论的两个基本假设分别是狭义相对性原理;光速不变原理.
3.狭义相对性原理是指:在不同惯性参考系中,一切物理定律都是相同的.
4.光速不变原理是指:真空中的光速在不同惯性系考系中都是相同的.
5.如果牛顿运动定律在某个参考系中成立,这个参考系叫做惯性系.。
高二物理光的衍射、光的偏振、全反射、激光粤教版知识精讲
高二物理光的衍射、光的偏振、全反射、激光粤教版【本讲教育信息】一. 教学内容:1. 光的衍射2. 光的偏振3. 全反射4. 激光二. 知识归纳、总结:〔一〕光的衍射1. 衍射现象波能够绕过障碍物而到达“阴影〞区域的现象。
2. 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差不多。
3. 三种不同的衍射现象〔1〕单缝衍射如下列图,点光源S发出的光经过单缝后照射到光屏上,假设缝较宽,如此光沿直线传播,传播到光屏上的AB区域;假设缝足够窄,如此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。
特别强调:衍射是波特有的一种现象,只是有的明显,有的不明显而已,闻其声不见其人就是这个原因。
〔2〕圆孔衍射如下列图,当挡板AB上的圆孔较大时,光屏上出现图中甲所示的情形,无衍射现象发生;当挡板AB上的圆孔很小时,光屏上出现图中乙所示的衍射图样,出现亮、暗相间的圆环。
〔3〕泊松亮斑——障碍物的衍射现象各种不同形状的障碍物也能使光发生衍射,使影的轮廓模糊不清,假设在单色光传播途中,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。
4. 衍射现象的分析〔1〕用单色光照射狭缝,在狭缝较宽时,屏上出现一段亮条纹,且缝越窄,亮条纹也越窄,因为此时狭缝宽度比波长大很多,光是沿直线传播的;当狭缝很窄时,屏中央出现一条比狭缝宽度大很多的亮条纹,两侧出现明暗相间,但间距和亮度不等的条纹;当狭缝更窄时,中央亮条纹更宽,两侧的亮条纹离中央亮条纹更远,产生了明显的衍射现象。
〔2〕用单色光照射小孔,随着圆孔的减小,屏上先后出现的是:圆形亮斑→光源倒立的像〔小孔成像〕→明暗相间的圆环〔衍射图样〕〔3〕衍射条纹的产生,实质上是光波发生干预的结果,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上时,小孔处可看作有许多点光源,障碍物的边缘也可看成有许多点光源〔惠更斯原理〕。
光的衍射和偏振-粤教版选修3-4教案
光的衍射和偏振-粤教版选修3-4教案一、教学目标1.了解光的衍射现象;2.理解光的偏振现象;3.学会利用偏振片调节光强;4.掌握光波的大致特征和光传播的规律。
二、教学内容2.1 光的衍射1.定义:当光线通过物体边缘或孔径时,会向周围传播出去,形成光线的弯曲或弯折现象,这种现象称为光的衍射。
2.衍射现象的产生条件:当光线传播到物体的边缘或孔径时,会被阻挡并产生衍射现象。
3.衍射的应用:在物理、化学、天文等领域有广泛的应用。
光刻技术、光学显微镜等技术中,光的衍射都起到了重要的作用。
2.2 光的偏振1.定义:光是一种电磁波,其振动方向和传播方向垂直的情况下,称为线偏振光,否则为未偏振光。
2.偏振片:用于选择出偏振方向的器件,可以选择性地通过一部分偏振方向的光线。
3.偏振和光强之间的关系:当光线通过偏振片时,只有偏振方向和偏振片相同的光线才会通过,所以光的强度会受到偏振片的影响。
4.偏振器的应用:光学仪器、机械制造、电子显示等领域都有着广泛的应用。
3.1 光的衍射1.引入:介绍光的衍射现象的背景和实验。
2.实验操作:使用激光光源、光屏、单缝、双缝、三缝等实验器材,进行光的衍射实验操作。
3.分析实验结果和现象:引导学生分析实验图像,并提问引导学生思考光的衍射现象。
3.2 光的偏振1.引入:介绍光的偏振现象的背景和实验。
2.实验操作:使用偏振片、光源、检偏器等实验器材,进行光的偏振实验操作。
3.分析实验结果和现象:引导学生分析实验图像,并提问引导学生思考光的偏振现象。
四、教学重点和难点4.1 教学重点1.光的衍射现象和衍射器材的使用;2.光的偏振现象和偏振片的使用。
4.2 教学难点1.光的衍射与光的绕射的区别;2.光的偏振与光的干涉的区别。
五、教学方法1.归纳法;2.实验法;3.提问法;4.讨论法。
1.学生的实验操作是否熟练;2.学生是否能够准确理解光的衍射和偏振现象;3.学生是否能够掌握偏振片调节光强的技能;4.学生对光学实验仪器的掌握情况。
粤教版选修2《光的衍射与光的偏振》评课稿
粤教版选修2《光的衍射与光的偏振》评课稿一、课程概述本文是对粤教版选修2《光的衍射与光的偏振》课程的评课稿。
该课程是高中物理选修课程之一,主要内容涵盖光的衍射和光的偏振的原理、现象及应用。
通过学习该课程,学生可以深入了解光的衍射与光的偏振的特点和应用,培养科学思维和实验操作能力。
二、课程内容细化2.1 光的衍射2.1.1 光的衍射现象课程首先介绍了光的衍射现象。
通过实际实验和理论分析,教师引导学生观察和理解光通过狭缝、孔径等物体时的衍射现象。
衍射现象的个例研究,有助于学生对波动性和粒子性的理解,并培养学生的观察和实验能力。
2.1.2 衍射的数学表述教师通过具体的数学推导,引导学生理解衍射现象的数学表述。
课程强调理论知识的建构,通过推导公式,介绍了行波衍射、菲涅尔衍射及进一步的其它衍射现象。
2.1.3 光的衍射应用该部分主要讨论了光的衍射在实际应用中的作用。
教师通过丰富的实例,介绍了光的衍射在光学仪器、光学计量、激光技术和光学信息处理等领域中的应用。
学生通过学习这些应用,对光的衍射有了更深入的了解,同时也激发了学生的实践探究兴趣。
2.2 光的偏振2.2.1 光的偏振现象课程继续介绍光的偏振现象。
教师通过实验和示意图,展示了光的振动方向对偏振现象的影响。
课程讲解了偏振片的原理和使用方法,引导学生理解光的偏振现象。
2.2.2 偏振光的产生与检测课程详细介绍了偏振光的产生与检测。
教师通过实验,展示了通过光源和偏振片的组合可以产生偏振光,并介绍了光的干涉、吸收与散射对偏振光的影响。
学生通过实验的亲身体验,更加深入地理解了偏振现象。
2.2.3 光的偏振应用该部分主要探讨了光的偏振在现实中的应用。
教师通过实例,介绍了偏振现象在光学仪器、液晶显示器、光通信和偏光镜的应用等方面。
学生通过了解这些实际应用,对光的偏振有了更深入的认识,并增加了实际应用知识。
三、教学方法评价3.1 实验教学法该课程采用了实验教学法。
通过实验,学生可以直观地观察光的衍射与偏振现象,加深对理论知识的理解。
- 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)。
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振 粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
2.自然光
普通光源发光:
在垂直传播方向的平面内
各个方向的光振动全有
各个振动方向的强度相等
乱
是各个振动 的无规混杂
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
三、偏振光的获取
问题: 如何从普通光源中取得偏振光呢?
方法: (1)偏振片法 (2)反射折射法
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
只有横波有偏振现象 而纵波无偏振问题 如何检验光的横波性呢?---用偏振片检验
通光方向 P
通
不通
形象说明偏 振片的原理 通光方向
腰横别扁担进不了城门
二、光源的偏振状态
1. 线偏振光
u
u
也叫面偏振光 偏振光 完全偏振光 线偏振光的图示
在纸面内振动 垂直纸面的振动
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
方法: (1)用起偏器获取偏振光 粤教版高中物理选修-光的衍射和偏振
检
偏
起偏器
检偏器
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
方法: (2)布儒斯特定律
1.一般入射角的情况 反射光 折射光都是部分偏振光
反射光中 垂直入射面振动占优 折射光中 平行入射面振动占优
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
下面我们介绍几种日常生活中应用偏振光的实例:
1、汽车车灯
汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时,为了避免双方车灯的眩 目,司机都关闭大灯,只开小灯,放慢车速,以免发生车祸。如驾驶室 的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片,而且规定它们的偏振化方向 都沿同一方向并与水平面成45度角,那么,司机从前窗只能看到自已的 车灯发出的光,而看不到对面车灯的光,这样,汽车在夜间行驶时,即 不要熄灯,也不要减速,可以保证安全行车。
再如在沙漠中,如果不带罗盘,人是会迷路的,但是沙漠中 有一种蚂蚁,它能利用天空中的紫外偏光导航,因而不会迷路。
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
橱窗设计
(A) 玻璃门表面的 反光很强
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
(B)
用偏光镜减弱 了反射偏振光
(C)
用偏光镜消除了 反射偏振光 使 玻璃门内的人物 清晰可见
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
本堂课小结
一、光的偏振态
自然光、线偏振光、部分偏振光
二、线偏振光的获得 偏振片法、反射和折射法
三、基本物理定律(光强变化) 1. 布儒斯特定律: tgb in2/n1
2. 马吕斯定律: II0co2s
四、偏振光的应用实例
立体电影、汽车车灯、生物视觉、激光器的谐振腔、 等等
《光的偏振》
教学目标
1、横波与偏振现象 2、光源的偏振状态
(1)线偏振光; (2)自然光 3、偏振光的获取 4、偏振光的应用
(1)汽车车灯;(2)观看立体电影 (3)生物的生理机能与偏振光
一、横波与偏振现象 光的波动性
光波是横波
机械横波与纵波的区别
光的干涉、衍射 . 光的偏振 .
机 械 波 穿 过 狭 缝
2、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。
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
讨论:
a =0或a =1800时,
I2=I1光强最强
a=900或a=2700时,
I=0光强最弱
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
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。
粤教版高中物理选修- 光的0
t g1
n2 n1
(起偏角或布儒斯特角 )
1 ) 两光偏振状态
反射光 -- 完全偏振光
折射光 -- 部分偏振光
2 )反射光线与折射光线 垂直
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
3、布儒斯特定律
光在两各向同性介质表面入射时
如果入射角与两介质折射率存在下述关系
i0
tg 1
n2 n1
反射光成为只有垂直振动的线偏振光
这就是布儒斯特定律
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
四、偏振光的应用
光的偏振在科学技术及工业生产中有着广泛的应用。比如在机械工 业中,利用偏振光的干涉来分析机件内部应力分布情况,这就是光测弹 性力学的课题。在化工厂里,我们可以利用偏振光测量溶液的浓度。偏 光干涉仪、偏光显微镜在生物学、医学、地质学等方面有着重要的应用。 在航海、航空方面则制出了偏光天文罗盘。
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
偏光镜头 立体电影
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
粤教版高中物理选修- 光的衍射和偏振
3、生物的生理机能与偏振光 人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的,但某些昆虫的眼睛
对偏振却很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支复眼、两支复眼,每 个复眼包含有6300个小眼,这些小眼能根据太阳的偏光确定太阳 的方位,然后以太阳为定向标来判断方向,所以蜜蜂可以准确无 误地把它的同类引到它所找到的花丛。