2017-2018学年高中物理第十三章光第5、6节光的衍射光的偏振教学案新人教版选修3-4
高三物理人教版选修3-4 第十三章光第6节光的偏振导学案设计
高三物理选修3-4第十三章光第6节光的偏振导学案【教学目标】1.观察振动中的偏振现象,知道只有横波才有偏振现象。
2.知道偏振光和自然光的区别,能运用偏振知识来解释生活中的一些常见光学现象。
【教学重点】光波的偏振现象以及偏振的应用【教学难点】偏振现象以及实验【自主学习】一、偏振现象1.在纵波中,各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上。
在横波中,各点的振动方向总与波的传播方向垂直。
不同的横波,振动方向可能不同。
2.演示实验(1)取一根软绳,一端固定在墙上,手持另一端上下抖动,软绳上形成一列横波,质点在竖直平面内沿着上下方向振动。
(2)现在让软绳穿过一块带有狭缝的木板。
分别将狭缝与振动方向平行放置及与振动方向垂直放置,观察发生的现象如图甲、乙所示。
可以想象,对于甲图的情形,绳上的横波能够穿过狭缝,而对于乙图的情形则不能。
(3)如果是在一条弹簧上传播的纵波,无论狭缝取向如何,波都能穿过。
3.利用偏振片做光学实验,来判断光波是横波还是纵波。
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通过偏振片,这个方向叫做。
4.演示实验(1)如图甲所示,让阳光或灯光通过偏振片P,在P的另一侧观察,可以看到偏振片是透明的。
只是透射光暗了一些。
以光的传播方向为轴旋转偏振片P,透射光的强度。
(2)在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q,如图乙所示,以光的传播方向为轴旋转偏振片Q,如图丙所示,观察通过两块偏振片的透射光的强度变化。
5.如图所示,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。
这种光是。
6.自然光通过偏振片P(叫做起偏器)之后,只有振动方向与偏振片的透振方向一致的光波才能通过。
通过偏振片P的光波,在垂直于传播方向的平面上,只沿着某个特定的方向振动。
这种光叫做。
只有横波才有偏振现象。
7.通过偏振片P的偏振光再通过偏振片Q(叫做检偏器)时,如果两个偏振片的透振方向平行,那么,通过P的偏振光的振动方向与偏振片Q的透振方向一致,可以透过Q;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偏振片Q的透振方向垂直,不能透过Q。
2017-2018学年高中物理 第十三章 光 第6节 光的偏振教案 新人教版选修3-4
13.6 光的偏振教案物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。
教学目标1、观察振动的偏振现象2、知道只有横波才有偏振现象3、知道偏振光和自然光的区别4、能运用偏振知识来解释生活中的一些常见光现象重点难点:知道光的偏振现象及光的偏振现象说明光是一种横波复习提问:(1)什么是横波?什么是纵波?振动方向和传播方向垂直的波叫横波,抖动水平软绳时产生的波就是横波,振动方向和传播方向一致的波叫纵波,像水平悬挂的弹簧一端振动时形成的沿弹簧传播的波。
引入:通过前几节课的学习,我们知道光具有波动性,那么光波究竟是横波还是纵波呢?本节课我们就来学习——第四节:光的偏振。
新课教学:我们先通过一个实验来看看怎么判断一种波是横波还是纵波。
视频演示实验:引导学生仔细观察波传到狭缝时的情况,看波能否通过狭缝传到木板的另一侧。
实验现象:绳上形成的横波,当狭缝与振动方向一致时,波不受阻碍,能通过狭缝,而当狭缝与振动方向垂直时,波被狭缝挡住,不能通过狭缝传到木板另一端;对弹簧上形成的纵波,无论狭缝怎样放置,弹簧上疏密相间的波均能顺利通过狭缝传播到木板另一侧。
思考与讨论:在横波传播过程中,当狭缝既不与振动方向平行也不与振动方向垂直时,波能通过狭缝继续传播吗?实验观察:有部分振动能通过狭缝。
一、横波的偏振:横波能够通过与波源振动方向不垂直的狭缝的现象称为偏振现象。
受这个实验的启示,我们可以利用类似的实验来判断光波是横波还是纵波。
二、光波的偏振仪器介绍:1.偏振片:由特殊的材料制成,它上面有一个特殊的方向(透振方向)。
只有振动方向与透振方向平行的光能够完全通过偏振片。
振动方向与透振方向不垂直的光可以部分通过,振动方向与透振方向垂直的光,完全不能通过。
实验1:让太阳光或灯光通过偏振片P,在P的另一侧进行观察透射光的强度。
旋转偏振片,观察透射光的强度是否变化。
现象:可以看到偏振片是透明的。
以光的传播方向为轴旋转偏振片 P,透射光强度不变;实验2:偏振片P的后面再放一个偏振片Q,观察通过两个偏振片的透射光。
《光的衍射和偏振》 说课稿
《光的衍射和偏振》说课稿尊敬的各位评委、老师:大家好!今天我说课的题目是“光的衍射和偏振”。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“光的衍射和偏振”是高中物理光学部分的重要内容,在人教版高中物理选修 3-4 第十三章第五节和第六节。
这部分内容既是对光的直线传播规律的拓展和深化,也为后续学习光的干涉、光的波动性等知识奠定了基础。
教材首先通过实验引入光的衍射现象,让学生直观地感受到光在遇到障碍物时会偏离直线传播,从而打破了光沿直线传播的固有观念。
接着,教材详细介绍了单缝衍射、圆孔衍射和泊松亮斑等典型的衍射现象,使学生对光的衍射有了更深入的理解。
在光的偏振部分,教材从偏振现象的观察入手,引导学生认识到光具有偏振性,并通过实验和理论分析,解释了偏振现象产生的原因和偏振光的应用。
二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了光的直线传播、折射和反射等基本规律,对光的波动性有了一定的认识,但对于光的衍射和偏振这两个较为抽象的概念还比较陌生。
此外,高中生的抽象思维能力和逻辑推理能力已经有了一定的发展,但在理解复杂的物理现象和理论时仍可能存在困难。
因此,在教学中需要通过实验演示、多媒体辅助等手段,帮助学生建立起清晰的物理图像,降低学习难度。
三、教学目标1、知识与技能目标(1)学生能够理解光的衍射现象,知道衍射条纹的特点和产生条件。
(2)学生能够理解光的偏振现象,知道偏振光的产生方式和应用。
2、过程与方法目标(1)通过观察实验现象,培养学生的观察能力和分析问题的能力。
(2)通过对光的衍射和偏振现象的理论分析,培养学生的逻辑推理能力和科学思维能力。
3、情感态度与价值观目标(1)让学生感受到物理实验的魅力,激发学生对物理学科的兴趣。
(2)通过对光的波动性的学习,使学生认识到物理学的发展是一个不断探索和创新的过程,培养学生的科学精神和创新意识。
高中物理光的偏振教案
高中物理光的偏振教案一、教学目标:1. 理解光的波动模型及光的偏振现象;2. 掌握光的偏振的基本概念和性质;3. 能够运用偏振理论解释光的各种现象。
二、教学重点:1. 光的波动模型及光的偏振现象;2. 光的偏振的基本概念和性质;3. 偏振理论在解释光的现象中的应用。
三、教学难点:1. 理解光的波动模型及光的偏振现象的涵义;2. 对光的偏振的基本概念和性质进行深入理解;3. 运用偏振理论解释实际中的光现象。
四、教学方法:1. 探究法:通过实验观察和测量,引导学生自主探究光的偏振现象;2. 对比法:将光的波动模型和光的偏振现象与传统的几何光学进行对比,帮助学生理解;3. 讨论法:引导学生在课堂上展开讨论,深化对光的偏振概念的理解。
五、教学内容:1. 光的波动模型;2. 光的偏振现象;3. 偏振器的原理和分类;4. 光的偏振在实际中的应用。
六、教学过程:1. 导入:通过实例引出光的偏振现象,让学生了解偏振的重要性;2. 探究:组织学生进行实验,观察光的偏振现象,测量光的偏振角度;3. 讲解:介绍光的波动模型和光的偏振现象的基本原理;4. 练习:让学生做一些相关练习,巩固所学知识;5. 拓展:引导学生思考光的偏振在日常生活中的应用,并展开讨论;6. 总结:总结本节课的重点内容,确保学生掌握教学目标。
七、教学资源:1. 实验器材:偏振器、偏振片等;2. 教学课件:介绍光的偏振现象的原理和应用。
八、课后作业:1. 预习下一节课内容;2. 总结本节课的重点知识,写一篇小结;3. 完成相关练习题目。
以上是本节课的教学计划,希望学生们能够认真学习,掌握光的偏振的基本原理和应用。
祝大家学习进步!。
人教版高中物理选修3-413.5光的衍射、13.6光的偏振教学案
5光的衍射6光的偏振知道几种衍射现象的图.知道光的偏振现象,知道偏振是横波特有知道偏振光的应用.光的衍射[先填空]1.定义:光通过很小的狭缝(或圆孔)时,明显地偏离了直线传播的方向,在屏上应该出现阴影的区域出现明条纹或亮斑,应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或暗斑的现象.2.衍射图象:衍射时产生的明暗条纹或光环.3.单缝衍射: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,其余条纹变窄变暗;白光通过狭缝时,在屏上出现彩色条纹,中央为白条纹.4.圆孔衍射:光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现明暗相间的圆环.5.泊松亮斑:障碍物的衍射现象.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.6.衍射光栅(1)结构由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器.(2)衍射图样特点与单缝衍射相比,衍射条纹的宽度变窄,亮度增加.[再判断]1.白光通过盛水的玻璃杯,在适当的角度,可看到彩色光,是光的衍射现象.(×) 2.菜汤上的油花呈现彩色,是光的折射现象.(×)3.用两支圆柱形铅笔并在一起,形成一个狭缝,使狭缝平行于日光灯,会看到彩色的衍射条纹.(√)[后思考]1.白光经单缝衍射和双缝干涉产生的条纹有什么共同特点?【提示】都是中央为白色条纹,两侧为彩色条纹.2.光遇到小孔、单缝或障碍物时,衍射现象可能发生,也可能不发生,这种说法对吗?【提示】不对.光遇到小孔、单缝或障碍物时,衍射现象只有明显与不明显之分,无发生与不发生之别.[核心点击]1.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.2.三种不同的衍射现象及特点(1)单缝衍射.①现象:如图13-5-1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,则光沿直线传播,传播到光屏上的AB区域;若缝足够窄,则光不再沿直线传播而是传到几何阴影区,在AA′,BB′区出现亮暗相间的条纹,即发生了衍射现象.图13-5-1②单缝衍射图样的四个特点:a.中央条纹亮而宽;b.两侧亮条纹具有对称性,亮条纹宽度逐渐变窄,亮度逐渐减弱;c.波长一定时,单缝窄的中央条纹宽,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;d.白光的单缝衍射条纹中央为白色亮条纹,两侧为彩色条纹,且外侧呈红色,靠近白色亮条纹的内侧为紫色.(2)圆孔衍射.①现象:圆孔衍射如图13-5-2所示,当挡板AB上的圆孔较大时,光屏上出现如图13-5-3甲所示的情形,光沿直线传播,无明显衍射现象发生;当挡板AB上的圆孔很小时,光屏上出现如图13-5-3乙所示的衍射图样,出现亮、暗相间的圆环.图13-5-2图13-5-3②圆孔衍射图样的两个特点a.单色光的圆孔衍射图样中央亮圆的亮度大,外面是明暗相间的不等距的圆环.越向外,亮环亮度越低.b.白光的圆孔衍射图样中央亮圆为白色,周围是彩色圆环.(3)泊松亮斑——障碍物的衍射现象.①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.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障碍物的衍射图样的特点.圆形阴影中心有一亮斑,与小孔衍射图样有明显区别.1.在单缝衍射实验中,下列说法正确的是()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E.条纹间距与单缝到屏的距离无关【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,E错误.【答案】ACD2.如图13-5-4甲、乙所示,是单色光通过窄缝后形成明暗相间的两种条纹图样________为单缝衍射的图样,________为双缝干涉的图样.图13-5-4【解析】甲图中的条纹宽度不等,中央宽,两侧窄,应为单缝衍射图样.乙图中的条纹等宽等距,应为双缝干涉图样.【答案】甲乙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.光的偏振[先填空]1.凡是波都有偏振现象.(×)2.反射可以引起自然光的偏振.(√)3.拍摄水中游鱼时,在镜前装一偏振片是利用光的偏振现象.(√)[后思考]1.自然光和偏振光的主要区别是什么?【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.2.自然光经水面反射的光一定是偏振光吗?【提示】经水面反射和折射的光都是偏振光.[核心点击]1.横波、纵波的判断方法直接看质点的振动方向与传播方向的关系.若互相垂直为横波;若在同一直线上为纵波.这种方法适用于看得见质点振动方向的机械波.2.偏振片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通过偏振片,这个方向叫做透振方向.偏振片对光波的作用就像狭缝对机械波的作用一样.3.自然光和偏振光的比较经偏振片后现如上图所示,偏振光经偏振片后,若偏振3.在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q,在Q的后边放上光屏,如图13-5-5所示,则下列说法正确的是()图13-5-5A.Q不动,旋转偏振片P,屏上光的亮度不变B.Q不动,旋转偏振片P,屏上光的亮度时强时弱C.P不动,旋转偏振片Q,屏上光的亮度不变D.P不动,旋转偏振片Q,屏上光的亮度时强时弱E.偏振现象表明光是横波【解析】P是起偏器,它的作用是把太阳光(自然光)转变为偏振光,该偏振光的振动方向与P的透振方向一致.所以当Q与P的透振方向平行时,通过Q的光强最大;当Q与P的透振方向垂直时,通过Q的光强最小.即无论旋转P或Q,屏上的光强都是时强时弱.故正确答案为BDE.【答案】BDE4.电子表的显示屏利用了液晶的旋光性,当液晶上不加电压时,偏振光通过液晶时偏振方向会旋转90°,这就是液晶的旋光性;如果在液晶上加上电压,则旋光性消失.有一种电子表的显示屏是透明的,而在显示数字的笔画处不透光,则上下两个偏振片的透振方向相互________;笔画处为________电极,因此加上电压时变为________的.【解析】假设光从下向上传播,光线通过下偏振片时成为偏振光,如果不加电压,偏振光通过液晶时偏振方向旋转90°,此时光线能透过上偏振片,可知上偏振片的透振方向应与此时偏振光的偏振方向相同,即与下偏振片的透振方向垂直;组成数字的笔画处有时透明,有时不透明,可知笔画处为透明电极,当加上电压时液晶旋光性消失,光线不能透过.【答案】垂直透明不透明5.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,其目的是什么?【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.【答案】减弱反射光,从而使景物的像清晰1.偏振片是由特定的材料制成的,每个偏振片都有一个特定的方向,这个方向叫做“透振方向”,只有沿透振方向振动的光才能通过偏振片.2.偏振片上的“狭缝”表示透振方向,而不是真实狭缝.3.光的偏振现象说明光是一种横波.4.自然光透过偏振片可以变成偏振光.5.当偏振片的偏振方向与光的偏振方向夹角不同时,透过偏振片的光的强度不同.。
光的衍射和偏振教学设计
光的衍射和偏振教学设计引言:光的衍射和偏振是光学中的重要概念,对于理解光的性质和应用具有重要意义。
本文旨在设计一堂针对高中物理课程的光的衍射和偏振教学课程,通过引导学生自主探究和实践,提高他们对光的衍射和偏振的理解和应用能力。
一、目标设定:本课程的主要目标是让学生能够:1. 理解光的衍射和偏振的基本概念和原理;2. 掌握衍射和偏振现象的观察和测量方法;3. 运用所学知识解释和分析光的衍射和偏振现象;4. 提高实验设计和实验数据分析的能力;5. 培养团队合作和自主学习的能力。
二、教学策略:1. 激发学生的学习兴趣:通过介绍光的衍射和偏振的应用领域,如光学仪器和光通信,引发学生对该课程的学习兴趣。
2. 教学内容设计:(1) 光的衍射:a. 概念讲解:引入光的衍射的基本概念,如波的干涉、衍射和定域原理。
b. 实验演示:通过光的衍射实验装置,展示光的衍射现象,引导学生观察和思考。
c. 实验探究:将学生分组,由学生自主设计实验,探究不同条件下光的衍射的变化规律,并记录实验数据。
d. 结果分析:学生分享实验结果和分析,引导学生总结出光的衍射规律。
(2) 光的偏振:a. 概念讲解:介绍光的偏振的基本概念,如光的振动方向和偏振镜的原理。
b. 实验演示:通过偏振光实验装置,展示偏振现象,引导学生观察和思考。
c. 实验探究:学生继续分组,由学生自主设计实验,探究不同条件下偏振光的变化规律,并记录实验数据。
d. 结果分析:学生分享实验结果和分析,引导学生总结出偏振现象的规律。
3. 合作学习和讨论:鼓励学生在实验探究中进行小组合作,互相讨论和分享实验结果,提高学生的合作能力和交流能力。
4. 提问和解答:教师通过提问的方式引导学生思考,激发学生的思维和探索兴趣,及时回答学生的疑问。
5. 实践和应用:鼓励学生通过实验和观察,将所学知识应用到实际生活和科技领域,拓展学生的思维和创新能力。
三、教学评价:为了评估学生对于光的衍射和偏振的理解和应用能力,可以采用以下评价方法:1. 实验报告评价:通过学生设计的实验报告,评价其实验设计的合理性和实验数据分析的准确性。
2017-2018学年高中物理 第十三章 光 第5、6节 光的衍射 光的偏振教学案 选修-
第5、6节光的衍射__光的偏振1.衍射条纹是一些明暗相间的条纹,中央条纹最宽、最亮,离中央条纹越远,亮条纹的宽度越小,亮度越低。
2.白光的单缝衍射条纹是中央为白色亮纹,两侧为彩色条纹,外侧呈红色,靠近白色亮纹的内侧为紫色。
3.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。
一、光的衍射1.定义:光通过很小的狭缝(或圆孔)时,明显地偏离了直线传播的方向,在屏上应该出现阴影的区域出现明条纹或亮斑,应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或暗斑的现象。
2.衍射图像:衍射时产生的明暗条纹或光环。
3.单缝衍射: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,其余条纹变窄变暗;白光通过狭缝时,在屏上出现彩色条纹,中央为白条纹。
4.圆孔衍射:光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现明暗相间的圆环.5.泊松亮斑:障碍物的衍射现象。
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。
二、衍射光栅1.衍射光栅的结构由许多等宽的狭缝等距离地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。
3.衍射光栅的种类反射光栅、透射光栅。
三、光的偏振1.横波与纵波的特点横波中各点的振动方向总与波的传播方向垂直。
纵波中,各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上。
横波有偏振现象。
2.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.光的偏振偏振现象只有沿偏振片的“透射方向”振动的光波才能通过偏振片结论偏振现象表明,光是一种横波偏振光的形成①自然光通过偏振片后,得到偏振光②自然光在介质表面反射时,反射光和折射光都是偏振光偏振现象的应用①把偏振片装在照相机镜头前②电子表的液晶显示1.自主思考-—判一判(1)白光通过盛水的玻璃杯,在适当的角度,可看到彩色光,是光的衍射现象。
高中物理《光的偏振》教案
高中物理《光的偏振》教案(学习版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制学校:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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《光的衍射和偏振》 教学设计
《光的衍射和偏振》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标(1)学生能够理解光的衍射现象的基本概念和产生条件。
(2)学生能够掌握光的衍射条纹的特点和规律。
(3)学生能够理解光的偏振现象的本质和偏振光的产生方式。
(4)学生能够学会使用偏振片观察和区分偏振光。
2、过程与方法目标(1)通过实验观察和分析,培养学生的观察能力和逻辑思维能力。
(2)通过对光的衍射和偏振现象的理论推导和讨论,提高学生的理论分析和解决问题的能力。
3、情感态度与价值观目标(1)让学生感受物理现象的奇妙和物理规律的严谨,激发学生对物理学科的兴趣。
(2)培养学生的科学探索精神和实事求是的科学态度。
二、教学重难点1、教学重点(1)光的衍射现象的产生条件和衍射条纹的特点。
(2)光的偏振现象的本质和偏振光的产生与检测。
2、教学难点(1)对光的衍射现象的微观解释和理论分析。
(2)理解光的偏振现象与光的横波性质的关系。
三、教学方法1、讲授法讲解光的衍射和偏振的基本概念、原理和规律。
2、实验法通过演示实验,让学生直观地观察光的衍射和偏振现象,增强感性认识。
3、讨论法组织学生对实验现象和理论问题进行讨论,促进学生的思考和交流。
4、多媒体辅助教学法利用多媒体展示图片、动画和视频,帮助学生理解抽象的物理概念和现象。
四、教学过程1、导入新课(1)展示一些日常生活中光的衍射和偏振现象的图片,如透过狭缝看到的灯光条纹、偏振太阳镜的效果等,引起学生的兴趣。
(2)提问学生是否观察到过类似的现象,引导学生思考这些现象产生的原因。
2、新课讲授(1)光的衍射①介绍光的衍射现象的定义:光在传播过程中遇到障碍物或小孔时,偏离直线传播而进入几何阴影区,并在屏幕上出现光强不均匀分布的现象。
②演示单缝衍射实验:在光具座上安装好光源、单缝和光屏,调整好位置,让学生观察光屏上出现的衍射条纹。
③引导学生观察并描述衍射条纹的特点:中央亮纹宽而亮,两侧条纹对称分布且亮度逐渐减弱。
④讲解光的衍射现象的产生条件:障碍物或小孔的尺寸与光的波长相当或小于光的波长。
《光的衍射与偏振》 教学设计
《光的衍射与偏振》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标(1)学生能够理解光的衍射现象的概念和产生条件。
(2)掌握光的衍射条纹的特点和规律。
(3)了解光的偏振现象,理解偏振光的概念和产生方法。
2、过程与方法目标(1)通过观察实验现象,培养学生的观察能力和分析问题的能力。
(2)经历探究光的衍射和偏振的过程,提高学生的科学探究能力和实验设计能力。
3、情感态度与价值观目标(1)激发学生对光学现象的好奇心和探索欲望,培养学生对科学的兴趣。
(2)让学生体会科学与生活的紧密联系,增强学生将科学知识应用于实际的意识。
二、教学重难点1、教学重点(1)光的衍射现象的特点和规律。
(2)光的偏振现象的概念和产生方法。
2、教学难点(1)对光的衍射现象的微观解释。
(2)理解光的偏振现象与光的横波性质的关系。
三、教学方法讲授法、实验法、讨论法、探究法四、教学准备1、实验器材:激光笔、单缝衍射实验装置、双缝衍射实验装置、偏振片等。
2、多媒体课件:包含光的衍射和偏振的相关图片、动画和视频。
五、教学过程(一)导入新课通过展示一些美丽的光的衍射和偏振现象的图片,如泊松亮斑、彩虹等,引起学生的兴趣,提问学生是否知道这些现象产生的原因,从而导入新课。
(二)新课讲授1、光的衍射(1)介绍光的衍射现象的概念:光在传播过程中遇到障碍物或小孔时,偏离直线传播路径而绕到障碍物后面传播的现象。
(2)演示单缝衍射实验让学生观察激光通过单缝后在屏幕上形成的衍射条纹,引导学生描述条纹的特点,如中央亮纹宽而亮,两侧条纹逐渐变暗变窄等。
(3)分析单缝衍射条纹的特点和规律结合实验现象,讲解单缝衍射条纹的宽度、亮度与缝宽的关系,以及条纹间距与波长的关系。
(4)演示双缝衍射实验对比单缝衍射,让学生观察双缝衍射条纹的特点,如条纹更加清晰、明亮,间距相等等。
(5)解释光的衍射现象的微观机制利用惠更斯原理,解释光在遇到障碍物或小孔时,波面上的各点可以看作新的子波源,这些子波源发出的波相互叠加,从而形成衍射条纹。
高中物理选修3-4第十三章第6节光的偏振教案
学校:临清实验高中学科:物理编写人:王凤君审稿人:孔庆生选修3-4第十三章第6节《光的偏振》一、教材分析《光的颜色色散》是人教版高中物理选修3-4第13章第五节的教学内容,主要认识光的偏振现象以及偏振现象的应用。
二、教学目标1、知识目标1、知道振动中的偏振现象,知道只有横波有偏振现象2、了解偏振光和自然光的区别,知道日常见到的光多是偏振光。
2、能力目标1、知道偏振光的一些应用2、通过光的偏振现象说明光是横波3、情感、态度和价值观目标:让学生了解偏振现象应用的广泛性,从而达到激发学生学习兴趣的目的。
三、教学重点难点1、教学重点通过光的偏振现象说明光是横波2、教学难点发射和折射时,为什么会使光波形成偏振四、学情分析(根据个人情况写)五、教学方法实验观察、理论分析、学案导学六、课前准备偏振片、立体眼镜、软绳且一端固定在墙上七、课时安排:1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑复习提问1:电磁波是横波还是纵波?电磁波在转播时,电矢量E 、磁矢量B和传播方向x有什么关系?学生:答问…(二)情景导入、展示目标。
引入:既然我们已经知道电磁波是横波,而光波是电磁波,故光波肯定是横波。
而且,由于光波在传播时,引起感光作用(和生理作用)的主要是电矢量E ,我们在研究光波的传播时,就可以用E-x图象类比机械波的y-x图象。
本节课,我们将看一看光作为一种横波所显现出来的一种特殊现象——(三)合作探究、精讲点拨。
1、偏振现象启发:我们已经从理论上知道了横波和纵波的差别,那么,它们在传播的过程中,会有什么表象的不同呢?这里看一个演示——演示:(机械)横波和纵波在穿过狭缝时的差别学生:观察…现象解释…启发:光波既然是横波,它的传播是不是也应该具备机械波的这种特征?由于光的E振动并不是肉眼所能直接观察的,所有需要借助相关仪器来完成类比实验。
偏振片介绍…(透振方向)演示:自然光穿过两块偏振片a、自然光穿过一块偏振片,转动透振方向;b、自然光穿过两块透振方向相互平行的偏振片;c、自然光穿过两块透振方向相互垂直的偏振片。
高中物理《光的偏振》优质课教案、教学设计
教学设计
第六节光的偏振
一、教学内容分析
《光的偏振》这节课选自人教版高中物理选修3-4 的第十三章的第6 节,光的偏振的知识基
础是在机械波的形成和传播、波的衍射和干涉、光的干涉和衍射的基础上安排的。
本节课通过介绍横波
的偏振现象,使学生运用类比的方法,证实了光的偏振现象---光是横波。
利用光的偏振现象的
原理,讲述了光的偏振现象在现实生产、生活、科技等方面的应用。
二、教学对象分析
本节课的教学主体是高中二年级学生,学生已经掌握了机械波的形成和传播、波的衍射和干涉、光的干涉和衍射的基础知识,知道光是一种波。
处于高二年级的学生已经具有一定的观察、类比和分析推理能力,具有初步的抽象思维和科学探究能力。
学生在生活中可能已经见到过光的偏振现象,但对于光的偏振现象是比较抽象的。
本节教学内容既有物理基础知识,又联系实际生活。
学生通过观察体验、动手实践及实验探究过程可以体会光的偏振现象及其在生活、生产、科技中的应用。
三、教学流程
四、教学设计思路。
2017_2018学年高中物理第十三章光第5节光的衍射第6节光的偏振学案新人教版选修3_4
13.5 光的衍射13.6 光的偏振光的衍射[先填空]1.定义:光通过很小的狭缝(或圆孔)时,明显地偏离了直线传播的方向,在屏上应该出现阴影的区域出现明条纹或亮斑,应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或暗斑的现象.2.衍射图象:衍射时产生的明暗条纹或光环.3.单缝衍射: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,其余条纹变窄变暗;白光通过狭缝时,在屏上出现彩色条纹,中央为白条纹.4.圆孔衍射:光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现明暗相间的圆环.5.泊松亮斑:障碍物的衍射现象.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.6.衍射光栅(1)结构由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器.(2)衍射图样特点与单缝衍射相比,衍射条纹的宽度变窄,亮度增加.[再判断]1.白光通过盛水的玻璃杯,在适当的角度,可看到彩色光,是光的衍射现象.(×) 2.菜汤上的油花呈现彩色,是光的折射现象.(×)3.用两支圆柱形铅笔并在一起,形成一个狭缝,使狭缝平行于日光灯,会看到彩色的衍射条纹.(√)[后思考]1.白光经单缝衍射和双缝干涉产生的条纹有什么共同特点?【提示】都是中央为白色条纹,两侧为彩色条纹.2.光遇到小孔、单缝或障碍物时,衍射现象可能发生,也可能不发生,这种说法对吗?【提示】不对.光遇到小孔、单缝或障碍物时,衍射现象只有明显与不明显之分,无发生与不发生之别.[核心点击]1.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.2.三种不同的衍射现象及特点(1)单缝衍射.①现象:如图1351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,则光沿直线传播,传播到光屏上的AB区域;若缝足够窄,则光不再沿直线传播而是传到几何阴影区,在AA′,BB′区出现亮暗相间的条纹,即发生了衍射现象.图1351②单缝衍射图样的四个特点:a.中央条纹亮而宽;b.两侧亮条纹具有对称性,亮条纹宽度逐渐变窄,亮度逐渐减弱;c.波长一定时,单缝窄的中央条纹宽,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;d.白光的单缝衍射条纹中央为白色亮条纹,两侧为彩色条纹,且外侧呈红色,靠近白色亮条纹的内侧为紫色.(2)圆孔衍射.①现象:圆孔衍射如图1352所示,当挡板AB上的圆孔较大时,光屏上出现如图1353甲所示的情形,光沿直线传播,无明显衍射现象发生;当挡板AB上的圆孔很小时,光屏上出现如图1353乙所示的衍射图样,出现亮、暗相间的圆环.图1352 图1353②圆孔衍射图样的两个特点a.单色光的圆孔衍射图样中央亮圆的亮度大,外面是明暗相间的不等距的圆环.越向外,亮环亮度越低.b.白光的圆孔衍射图样中央亮圆为白色,周围是彩色圆环.(3)泊松亮斑——障碍物的衍射现象.①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.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障碍物的衍射图样的特点.圆形阴影中心有一亮斑,与小孔衍射图样有明显区别.1.在单缝衍射实验中,下列说法正确的是( )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E.条纹间距与单缝到屏的距离无关【答案】ACD2.如图1354甲、乙所示,是单色光通过窄缝后形成明暗相间的两种条纹图样________为单缝衍射的图样,________为双缝干涉的图样.图1354【答案】甲乙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.光的偏振[先填空]1.凡是波都有偏振现象.(×)2.反射可以引起自然光的偏振.(√)3.拍摄水中游鱼时,在镜前装一偏振片是利用光的偏振现象.(√)[后思考]1.自然光和偏振光的主要区别是什么?【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.2.自然光经水面反射的光一定是偏振光吗? 【提示】 经水面反射和折射的光都是偏振光.[核心点击]1.横波、纵波的判断方法直接看质点的振动方向与传播方向的关系.若互相垂直为横波;若在同一直线上为纵波.这种方法适用于看得见质点振动方向的机械波.2.偏振片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通过偏振片,这个方向叫做透振方向.偏振片对光波的作用就像狭缝对机械波的作用一样.3.自然光和偏振光的比较3.在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P 和Q ,在Q 的后边放上光屏,如图1355所示,则下列说法正确的是( )图1355A.Q不动,旋转偏振片P,屏上光的亮度不变B.Q不动,旋转偏振片P,屏上光的亮度时强时弱C.P不动,旋转偏振片Q,屏上光的亮度不变D.P不动,旋转偏振片Q,屏上光的亮度时强时弱E.偏振现象表明光是横波【答案】BDE4.电子表的显示屏利用了液晶的旋光性,当液晶上不加电压时,偏振光通过液晶时偏振方向会旋转90°,这就是液晶的旋光性;如果在液晶上加上电压,则旋光性消失.有一种电子表的显示屏是透明的,而在显示数字的笔画处不透光,则上下两个偏振片的透振方向相互________;笔画处为________电极,因此加上电压时变为________的. 【导学号:23570109】【答案】垂直透明不透明5.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,其目的是什么?【答案】减弱反射光,从而使景物的像清晰1.偏振片是由特定的材料制成的,每个偏振片都有一个特定的方向,这个方向叫做“透振方向”,只有沿透振方向振动的光才能通过偏振片.2.偏振片上的“狭缝”表示透振方向,而不是真实狭缝.3.光的偏振现象说明光是一种横波.4.自然光透过偏振片可以变成偏振光.5.当偏振片的偏振方向与光的偏振方向夹角不同时,透过偏振片的光的强度不同.。
高中物理-光的衍射与偏振教案
高中物理-光的衍射与偏振教案教学目标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,并能对生活中的有关现象进行解释和分析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重点难点重点:1.光的单缝衍射、圆孔衍射和圆盘衍射现象的演示和分析2.光的偏振实验的观察和分析难点:1.光的单缝衍射、圆孔衍射和圆盘衍射现象的演示2.光振动与自然光和偏振光的联系设计思想课本只要求学生初步了解光的衍射和偏振现象,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;要让学生能区分干涉图样与衍射图样的区别;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。
除了演示实验外,还应尽可能多地让学生自己动手做实验进行观察(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);由学生自己亲自动手观察偏振光等等, 以补学生对这些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。
教学资源激光光学演示仪、单缝、小孔、圆盘、大头钉、柔软的长绳一根,带有狭缝的木板两块,细软的弹簧一根,人造偏振片两片,投影仪、投影、多媒体课件等教学设计【课堂引入】问题:波的基本特性有哪些?为什么我们平时较难观察到光的干涉现象?追问:如果光的确是一种波,那么我们还应该能观察到光的衍射现象,为什么平时也较难观察到光的衍射现象?为了进一步探索光的本性,我们将进一步研究光的波动性的其他表现——干涉与偏振。
高中物理 第13章 光 13.5 光的衍射 13.6 光的偏振学案新人教版选修
高中物理第13章光 13.5 光的衍射 13.6 光的偏振学案新人教版选修1、观察光的衍射现象,认识衍射条纹的特点、区分双缝干涉与单缝衍射的图样、2、知道产生明显衍射现象的条件、3、观察光的偏振现象,知道光是横波、4、知道自然光和偏振光的区别,知道偏振现象的一些应用、学习重点:光的衍射现象、光的偏振现象光的必须掌握的重要内容和规律:一、光的衍射1、现象(1)一单色光照射到一条狭缝时,当狭缝较宽时,光沿___________传播,在光屏上形成一条宽度跟狭缝宽度___________的亮区;当狭缝较窄时,尽管亮区的___________有所减弱,但___________增大了,这表明光经过较窄的单缝时,并没有沿___________传播,而是绕过了单缝的边缘传播到了更宽的空间,这就是光的衍射现象,且缝的宽度越窄,在光屏上形成的亮区的范围越___________。
(2)明暗条纹产生的位置特点:来自前后两个面的反射光所经过的路程差不同,在某些位置,这两列波叠加后相互加强,出现了________,反之则出现暗条纹。
2、光产生明显衍射的条件是:障碍物或孔或狭缝的尺寸与光的波长______________,或比光的波长___________。
3、衍射光栅是由许多的狭缝地排列起来形成的光学元件,由衍射光栅得到的衍射图样与单缝衍射相比,衍射条纹的宽度,亮度。
(1)单缝衍射的条纹比较宽,而且距中央亮条纹较远的条纹,亮度也较低。
因此单缝衍射达不到实用要求。
(2)实验表明,如果增加狭缝的个数,衍射条纹的宽度将变窄,亮度将增加。
光学仪器中用的衍射光栅就是据此制成的。
4、光的衍射现象表明,我们平时说的“光沿直线传播”只是一种________情况。
光在________障碍物的________介质中是沿直线传播的;但是,在障碍物的尺寸可以跟光的波长________,甚至比光的波长________的时候,衍射现象________,这时就不能说光沿直线传播了。
高中物理第十三章光第5节光的衍射教案新人教选修
13.5 光的衍射物理中心修养主要由“物理观点”“科学思想”“科学研究”“科学态度与责任”四个方面组成。
教课目的(一)物理观点1.经过实验察看,让学生认识光的衍射现象,知道发生显然的光的衍射现象的条件,进而对光的颠簸性有进一步的认识 .2. 往常学习知道“几何光学”中所说的光沿直线流传是一种近似规律.(二)科学思想、科学研究1. 经过议论和对单缝衍射装置的察看,理解衍射条件的设计思想.2. 在仔细察看讲堂演示实验和课外自己着手察看衍射现象的基础上,培育学生比较推理能力和抽象思想能力.(三)科学态度与责任经过“泊松亮斑”等科学小故事的学习,培育学生坚定的自信心、扎实勤劳的工作态度和科学研究道德.教课要点单缝衍射实验和圆孔衍射实验的察看以及产生显然衍射现象的条件.教课难点衍射条纹成因的初步说明.课时安排: 1 课时一、光的衍射现象演示实验:察看单缝衍射在不透明的屏上装有一个宽度能够调理的单缝,用氦氖激光器照耀单缝,在缝后适合距离处放一光屏,如右图所示。
调理单缝宽度演示,得出以下结果.实验现象记录:缝宽较宽较窄很窄极窄封闭屏上现象一条较宽一条较窄亮线变宽、变暗并明暗条纹清条纹消逝亮线亮线出现明暗相间条纹晰、渺小1.光的衍射:光在流传过程中碰到阻碍物时,偏离了直线流传的方向绕到阻碍物暗影区的现象,叫做光的衍射现象。
衍射时产生的明暗条纹叫做衍射图样。
请大家将我们的实验结果与课本图20— 8 的几幅照片比较,总结一下光要发生显然的衍射应知足什么条件。
2.光波发生显然衍射的条件:阻碍物的尺寸与光波的波长相差不多或比光波的波长更小。
提出问题:衍射图样有什么特色呢?3.衍射图样的特色:中间一条亮纹较宽较亮,两边是对称的明暗相间的条纹,亮条纹亮度向两边渐渐减弱且较快,白光单缝衍射条纹中间是白色的,两边是减弱很快的彩色条纹。
提出问题:请大家猜想一下形成衍射的原由是什么?光波的叠加。
4.形成衍射的原由:来自单缝或圆孔上不一样地点的光,到光屏处的行程差知足必定的特色,叠加时增强或减弱,形成明暗相间的条纹。
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第5、6节光的衍射__光的偏振1.衍射条纹是一些明暗相间的条纹,中央条纹最宽、最亮,离中央条纹越远,亮条纹的宽度越小,亮度越低。
2.白光的单缝衍射条纹是中央为白色亮纹,两侧为彩色条纹,外侧呈红色,靠近白色亮纹的内侧为紫色。
3.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。
一、光的衍射1.定义:光通过很小的狭缝(或圆孔)时,明显地偏离了直线传播的方向,在屏上应该出现阴影的区域出现明条纹或亮斑,应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或暗斑的现象。
2.衍射图像:衍射时产生的明暗条纹或光环。
3.单缝衍射: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,其余条纹变窄变暗;白光通过狭缝时,在屏上出现彩色条纹,中央为白条纹。
4.圆孔衍射:光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现明暗相间的圆环。
5.泊松亮斑:障碍物的衍射现象。
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。
二、衍射光栅1.衍射光栅的结构由许多等宽的狭缝等距离地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。
3.衍射光栅的种类反射光栅、透射光栅。
三、光的偏振1.横波与纵波的特点横波中各点的振动方向总与波的传播方向垂直。
纵波中,各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上。
横波有偏振现象。
2.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.光的偏振偏振现象只有沿偏振片的“透射方向”振动的光波才能通过偏振片结论偏振现象表明,光是一种横波偏振光的形成①自然光通过偏振片后,得到偏振光②自然光在介质表面反射时,反射光和折射光都是偏振光偏振现象的应用①把偏振片装在照相机镜头前②电子表的液晶显示1.自主思考——判一判(1)白光通过盛水的玻璃杯,在适当的角度,可看到彩色光,是光的衍射现象。
(×)(2)菜汤上的油花呈现彩色,是光的折射现象。
(×)(3)用两支圆柱形铅笔并在一起,形成一个狭缝,使狭缝平行于日光灯,会看到彩色的衍射条纹。
(√)(4)凡是波都有偏振现象。
(×)(5)反射可以引起自然光的偏振。
(√)(6)拍摄水中游鱼时,在镜前装一偏振片是利用光的偏振现象。
(√)2.合作探究——议一议(1)衍射和干涉条纹都是明暗相间的,两种条纹是否完全一样?提示:不一样。
衍射条纹是中间最宽、最亮,从中央向两侧逐渐变窄、变暗;干涉条纹是等间距的条纹,即宽度和亮度相同。
(2)自然光和偏振光有什么不同?提示:自然光沿各个方向振动的光波的强度都相同,而偏振光只在垂直于传播方向的平面上,沿着某个特定的方向振动。
三种衍射图样的特点比较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,中央条纹最宽,两边条纹宽度变窄。
(2)缝变窄通过的光变少,而光分布的范围更宽,所以亮条纹的亮度降低。
(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,入射光波长越大,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。
2.圆孔衍射(1)圆孔衍射:如图1351甲所示,当挡板AB上的圆孔较大时,光屏上出现图乙所示的圆形亮斑(光的直线传播);减小圆孔,光屏上出现光源的像(小孔成像);当圆孔很小时,光屏上出现图丙所示的亮、暗相间圆环(衍射图样)。
图1351(2)圆孔衍射的图样特征:①单色光的圆孔衍射图样:中央亮圆的亮度大,外面是明暗相间的不等距的圆环;越向外,圆(亮)环亮度越低。
②白光的圆孔衍射图样:中央亮圆为白色,周围是彩色圆环。
3.圆板衍射(1)各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射,致使影的轮廓模糊不清,若在单色光(如激光)传播途中放一个较小的圆形障碍物,会发现在影的中心有一个亮斑,这就是著名的泊松亮斑。
(2)形成泊松亮斑时,圆板阴影的边缘是模糊的,在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。
(3)周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小。
[典例] 某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后,分别得到如图1352所示的衍射图样。
据此可以判断出( )图1352A.甲是光线射到圆孔后的衍射图样,乙是光线射到圆板后的衍射图样B.乙是光线射到圆孔后的衍射图样,甲是光线射到圆板后的衍射图样C.甲、乙都是光线射到圆孔后的衍射图样,甲孔的直径较大D.甲、乙都是光线射到圆板后的衍射图样,乙板的直径较大[解析] 甲图的衍射图为明暗相间的圆环,而乙图为在影的中心有一个亮斑——泊松亮斑,故甲为光线通过圆孔后形成的衍射图样,乙为光线射到不透光的圆板上形成的衍射图样,故A正确。
[答案] A衍射图样的特征(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。
1.(多选)在单缝衍射实验中,下列说法中正确的是( )A.将入射光由黄色换成绿色,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:选ACD 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;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;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,故选项A、C、D正确。
2.(多选)平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较,下列说法中正确的有( ) A.在衍射图样的中心都是亮斑B.泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽C.小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑,泊松亮斑图样的中心是亮斑D.小孔衍射的衍射图样中亮、暗条纹间的间距是均匀的,泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是不均匀的解析:选AB 小孔衍射的图样是中心亮点,向外依次为明暗相间的环状条纹;泊松亮斑的图样是中心亮点,向外是圆板的黑影,再向外是明暗相间的环状条纹,如图所示。
3.如图1353,在“观察光的衍射现象”实验中,保持缝到光屏的距离不变,增加缝宽,屏上衍射条纹间距将________(选填:“增大”“减小”或“不变”);该现象表明,光沿直线传播只是一种近似规律,只有在___________________________________________情况下,光才可以看作是沿直线传播的。
图1353解析:根据条纹间距由d、L和波长决定可知,增加缝宽,可以使条纹间距离减小;光遇到障碍物时,当障碍物的尺寸与波长接近时,会发生明显的衍射现象,当障碍物较大时,光近似沿直线传播。
答案:减小光的波长比障碍物小得多单缝衍射与双缝干涉的比较1.单缝衍射与双缝干涉的对比单缝衍射双缝干涉不同点产生条件只要狭缝足够小,任何光都能发生明显衍射现象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距不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮,两边最暗条纹清晰,亮度基本相等相同点成因都有明暗相间的条纹,条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果意义都是波特有的现象,表明光是一种波2.三点提醒(1)单缝衍射可以理解为若干个光源的干涉,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衍射或干涉所成图样的叠加。
1.(多选)如图1354甲、乙所示,是单色光通过窄缝后形成明暗相间的两种条纹图样,下列判断正确的是( )图1354A.甲为单缝衍射的图样B.乙为双缝干涉的图样C.甲为双缝干涉的图样 D.乙为单缝衍射的图样解析:选AB 甲图中的条纹宽度不等,中央宽,两侧窄,应为单缝衍射图样。
乙图中的条纹等宽等距,应为双缝干涉图样,故A、B正确,C、D错误。
2.如图1355所示的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( )图1355A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫解析:选B 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。
同一单缝衍射条纹,波长越长,条纹越宽,因此2是紫光,4是黄光。
偏振光的理解及应用1.自然光与偏振光的对比自然光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光的振动在垂直于光的传播方向的平面内,光振在垂直于光的传播方向的平面内,光振方向动沿所有方向,且沿各个方向振动的光强度都相同动沿某一特定方向(与起偏器的透振方向一致)2.偏振光的产生方式(1)自然光在玻璃、水面等表面反射时,反射光和折射光都是偏振光,入射角变化时偏振的程度也会变化。
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。
(2)自然光经过偏振片(起偏器)后能形成偏振光。
偏振光可以用另一个偏振片(检偏器)检验。
3.光的偏振的应用(1)摄影技术中的应用光的偏振现象有很多应用,如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里陈列物的照片时,由于水面或玻璃表面的反射光的干扰,常使景象不清楚,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,就可使反射来的偏振光不能进入照相机内,从而可拍出清晰的照片。
故人们把偏振滤光片叫做摄像机的“门卫”。
(2)偏振片在汽车挡风玻璃上的应用偏振片——汽车司机的福音。
在夜间行车时,迎面开来的车灯眩光常常使司机看不清路面,容易发生事故。
如果在每辆车灯玻璃上和司机坐椅前面的挡风玻璃上安装一片偏振片,并使它们的透振方向跟水平方向成45°角,就可以解决这一问题。
从对面车灯射来的偏振光,由于振动方向跟司机坐椅前挡风玻璃偏振片的透振方向垂直,所以不会射进司机眼里。
而从自己的车灯射出去的偏振光,由于振动方向跟自己的挡风玻璃上的偏振片的透振方向相同,所以司机仍能看清自己的车灯照亮的路面和物体。