【学霸笔记：同步精讲】29 第四章 5．光的衍射 6．光的偏振 激光 讲义--高中人教版物理选择性必修第一册

5．光的衍射 6．光的偏振　激光 [学习目标]　1．了解光的衍射现象、偏振现象，知道激光的特性。2．知道自然光和偏振光的区别。3．借助实例分析推理知道光是横波。4．通过观察得出光明显衍射的条件。5．经历光的偏振实验的过程，体会偏振光的特性。6．通过生活中实例的观察，引导学生体会物理之美，培养学习兴趣。 [教用·问题初探]———通过让学生回答问题来了解预习教材的情况 问题1　光发生明显衍射的条件是什么？ 问题2　光的偏振说明光是横波还是纵波？ 问题3　激光的特点是什么？ 　光的衍射与衍射光栅 1．光的衍射 (1)用单色平行光照射狭缝，当缝很窄时，光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了相当宽的地方。这就是光的衍射现象。 (2)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，出现明暗相间的条纹。 (3)发生明显衍射现象的条件：在障碍物或狭缝的尺寸跟光的波长相当，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显。 提醒：一般情况下，障碍物的尺寸比光的波长大得多，衍射现象不明显，故可近似认为光沿直线传播。 2．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元件。 (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。 【思考讨论】　取三块不透光的板，在每块板的中间各开一个圆孔，三块板所开的圆孔大小不一。先用点光源照射圆孔最大的那块板，在屏上会出现图(a)所示光斑；再换上圆孔中等的那块板，在屏上会出现图(b)所示光斑；最后用圆孔最小(直径约为1 mm)的那块板，在屏上会出现图(c)所示光斑。 问题1　图(b)中的屏上产生了什么现象？ 提示：衍射。 问题2　比较屏上图(b)和图(c)说明了什么？ 提示：孔越小，衍射现象越明显。 【知识归纳】　 1．产生明显衍射的条件 障碍物的尺寸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现象。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，障碍物尺寸越小，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′区域出现明暗相间的条纹，即发生了明显的衍射现象。 ②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：圆孔衍射如图甲所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现如图乙(a)中所示的情形，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，光屏上出现如图乙(b)中所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环。 ②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，圆环亮度越低。 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，如图乙(c)所示。 ②障碍物的衍射图样的特点 圆形阴影中心有一亮斑，圆形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。与小孔衍射图样有明显区别。 【典例1】　(衍射现象)在观察光 ... ...