教科版_选修3-4 5.3_光的衍射和偏振
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（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．
源自文库
二、光的偏振
3.光波的偏振现象产生的原因
（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．
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
3.光波的偏振现象产生的原因
一、光的衍射 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
一、光的衍射 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
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．
二、光的偏振
1.横波的偏振现象
二、光的偏振
2.光波的偏振现象
受上面实 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．
二、光的偏振
2.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 用就像上图中的狭缝对于机械 波的作用一样．
观察到的现象：
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。
一、光的衍射
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。
光的偏振证明光是一种横波。
二、光的偏振
4.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．
§5-3光的衍射与偏振
复习： 波的衍射
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
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。
视频：反射光是偏振光
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．
圆屏衍射
泊松亮斑
一、光的衍射 3、其他衍射图样
泊松亮斑
钢针的 衍射
圆孔衍 射
圆屏衍 射
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。
二、光的偏振
3.光波的偏振现象产生的原因
(3)、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片（称为 检偏器）时，如果两个偏振片的透振方向平行，那么，通 过第一个偏振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向平 行，透射光的强度最大．
二、光的偏振
3.光波的偏振现象产生的原因
(4)、如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏振 光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂直， 偏振光不能通过第二个偏振片，透射光的强度为 零．
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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二、光的偏振
3.光波的偏振现象产生的原因
（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．
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
3.光波的偏振现象产生的原因
一、光的衍射 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
一、光的衍射 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
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．
二、光的偏振
1.横波的偏振现象
二、光的偏振
2.光波的偏振现象
受上面实 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．
二、光的偏振
2.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 用就像上图中的狭缝对于机械 波的作用一样．
观察到的现象：
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。
一、光的衍射
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。
光的偏振证明光是一种横波。
二、光的偏振
4.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．
§5-3光的衍射与偏振
复习： 波的衍射
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
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。
视频：反射光是偏振光
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．
圆屏衍射
泊松亮斑
一、光的衍射 3、其他衍射图样
泊松亮斑
钢针的 衍射
圆孔衍 射
圆屏衍 射
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。
二、光的偏振
3.光波的偏振现象产生的原因
(3)、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片（称为 检偏器）时，如果两个偏振片的透振方向平行，那么，通 过第一个偏振光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向平 行，透射光的强度最大．
二、光的偏振
3.光波的偏振现象产生的原因
(4)、如果两个偏振片的透振方向垂直，那么，偏振 光的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂直， 偏振光不能通过第二个偏振片，透射光的强度为 零．