高中物理 光的衍射 光的偏振 激光與全息照相課件 魯科版選修3-4.ppt
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,,高中物理·選修3-4·魯科版,,,第2講 光的衍射 光的偏振 激光與全息照相,[目標(biāo)定位] 1.觀察光的衍射現(xiàn)象,認(rèn)識(shí)衍射條紋的特點(diǎn).區(qū)分雙縫干涉與單縫衍射的圖樣.2.知道產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件.3.觀察光的偏振現(xiàn)象,知道光是橫波.4.知道自然光和偏振光的區(qū)別,知道偏振現(xiàn)象的一些應(yīng)用.5.了解激光的特性和應(yīng)用,知道全息照相的原理及特點(diǎn).,一、光的衍射 1.衍射現(xiàn)象 (1)定義:光的傳播繞到原來應(yīng)該是 的范圍之內(nèi)的現(xiàn)象. (2)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件:只有當(dāng)障礙物或孔的尺寸 光的波長(zhǎng)時(shí),衍射才是明顯的. (3)衍射現(xiàn)象是 性最基本的表現(xiàn)之一.,陰影,接近,波動(dòng),想一想 衍射現(xiàn)象明顯就是衍射條紋更亮嗎? 答案 衍射現(xiàn)象明顯是指光繞到陰影區(qū)域的范圍更大,隨著縫、孔的減小,衍射條紋的寬度增大,但條紋亮度減弱.,2.衍射對(duì)分辨本領(lǐng)的影響 光學(xué)儀器上用的透鏡的直經(jīng)越小,產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象越明顯,分辨本領(lǐng)就越 . 3.衍射光柵 (1)定義:在兩個(gè)螺桿上繃上許多平行的細(xì)金屬線,或者在玻璃片上刻上許多均勻細(xì)槽的光學(xué)器件. (2)種類: 光柵和 光柵. (3)透射光柵衍射圖樣是 和 的共同結(jié)果. 的結(jié)果使光柵衍射的亮條紋的寬度比單縫衍射時(shí)窄得多,明條紋又細(xì)又亮.,低,透射,反射,單縫衍射,多縫干涉,多縫干涉,二、光的偏振 1.偏振現(xiàn)象: (1)波的偏振:如果橫波只沿著某一個(gè) 的方向振動(dòng),在物理學(xué)上就叫做波的偏振. (2)只有 才存在偏振. (3)偏振光:通過偏振鏡的光.,特定,橫波,垂直,任何,均勻,一致,垂直,(3)起偏器和檢偏器 ①起偏器:用于獲得 的偏振片. ②檢偏器:為了檢查通過起偏器的光是不是 ,在起偏器后面再放的那一個(gè)偏振片. ③起偏器和檢偏器都是偏振片.,偏振光,偏振光,3.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用:立體電影、照相機(jī)鏡頭前的偏振鏡、檢查應(yīng)力的分布情況、 預(yù)報(bào).,地震,三、激光與全息照相 1.激光及其特性 激光是 受激輻射產(chǎn)生的光,激光光束中所有光子都是相互關(guān)聯(lián)的,它們的 一致、 一致、 一致、_____一致、 方向一致,所以激光具有 好、 強(qiáng)、 高等特點(diǎn).,原子,頻率,相位,偏振方向,傳播,單色性,方向性,亮度,2.激光的應(yīng)用 (1)在家中,CD、VCD、有線電視; (2)在聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上,收集圖文信息、收發(fā)電子郵件、網(wǎng)上購(gòu)物; (3)在醫(yī)院里,治療 、整容美容; (4)在軍事領(lǐng)域,激光制導(dǎo)炸彈、 、跟蹤目標(biāo)、傳遞軍事情報(bào).,疾病,測(cè)量距離,3.激光與全息照相 (1)全息照相的原理 全息照相是應(yīng)用光的 實(shí)現(xiàn)的. (2)全息照相與普通照相相比具有的突出特點(diǎn): ①觀察再現(xiàn)的圖象時(shí),看到的三維立體圖象和原來的物體幾乎 . ②發(fā)現(xiàn)一個(gè)物體部分被遮擋了,改變一下角度,就能觀察到被遮擋的部分.,干涉,一模一樣,③一張全息照片的大部分被損壞或丟失,只留下一小部分,從這一小部分照片 再現(xiàn)原物的全貌. ④可以在同一張底片上記錄多張圖象,再現(xiàn)時(shí)可以在不同的角度上分別觀察到兩個(gè)不同物體的像而 .,仍可,不互相干擾,一、對(duì)光的衍射的理解 1.光產(chǎn)生明顯衍射的條件 障礙物或小孔的尺寸可以跟光的波長(zhǎng)相比差不多,甚至比光的波長(zhǎng)?。?2.衍射圖樣的特點(diǎn) (1)單縫衍射:①單色光通過狹縫時(shí),在屏幕上出現(xiàn)明暗相間的條紋,中央為亮條紋.中央條紋最寬最亮,兩側(cè)的亮紋逐漸變暗變窄;白光通過狹縫時(shí),在屏上出現(xiàn)彩色條紋,中央為白條紋.,②波長(zhǎng)一定時(shí),單縫窄的中央條紋寬,各條紋間距大;單縫不變時(shí),光波波長(zhǎng)的中央條紋寬,條紋間距大. (2)圓孔衍射:光通過小孔(孔很小)時(shí),在光屏上出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán).如圖5-2-1所示. 圖5-2-1,(3)圓板衍射(泊松亮斑) ①若在單色光(如激光)傳播途中放一個(gè)較小的圓形障礙物,會(huì)發(fā)現(xiàn)在影的中心有一個(gè)亮斑,這就是著名的泊松亮斑.衍射圖樣如圖5-2-2所示. ②中央是亮斑,圓板陰影的邊緣是模糊的,在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán).,圖5-2-2,【例1】 在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中,下列說法正確的是 ( ) A.將入射光由黃光換成綠光,衍射條紋間距變窄 B.使單縫寬度變小,衍射條紋間距變窄 C.換用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光照射,衍射條紋間距變寬 D.增大單縫到屏的距離,衍射條紋間距變寬,解析 當(dāng)單縫寬度一定時(shí),波長(zhǎng)越長(zhǎng),衍射現(xiàn)象越明顯,即光偏離直線傳播的路徑越遠(yuǎn),條紋間距也越大,A,C正確;當(dāng)光的波長(zhǎng)一定時(shí),單縫寬度越小,衍射現(xiàn)象越明顯,條紋間距越大,B錯(cuò)誤;光的波長(zhǎng)一定、單縫寬度也一定時(shí),增大單縫到屏的距離,衍射條紋間距也會(huì)變寬,D正確. 答案 ACD,2.相同點(diǎn) (1)都有明暗相間的條紋,條紋都是光波疊加時(shí)加強(qiáng)或削弱的結(jié)果. (2)都是波特有的現(xiàn)象,表明光是一種波.,【例2】 如圖5-2-3所示,a、b、c、d四個(gè)圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣,分析各圖樣的特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)論是 ( ) 圖5-2-3,A.a(chǎn)、b是光的干涉圖樣 B.c、d是光的干涉圖樣 C.形成a圖樣的光的波長(zhǎng)比形成b圖樣光的波長(zhǎng)短 D.形成c圖樣的光的波長(zhǎng)比形成d圖樣光的波長(zhǎng)短,答案 A,三、對(duì)光的偏振的理解 1.偏振片上的“狹縫”表示透振方向,而不是刻上的真實(shí)狹縫. 2.只要光的振動(dòng)方向不與透振方向垂直,都可以不同程度地通過偏振片,不過強(qiáng)度要比振動(dòng)方向與透振方向平行的光弱一些.,3.自然光和偏振光,4.偏振現(xiàn)象的應(yīng)用舉例 (1)在攝影中的應(yīng)用:在鏡頭前安裝一片偏振濾光片,可以阻擋反射光進(jìn)入鏡頭. (2)電子表的液晶顯示屏:在兩塊透振方向垂直的偏振片當(dāng)中插進(jìn)一個(gè)液晶盒,可以控制光線顯示數(shù)字. (3)夜晚行車時(shí),車燈眩光的消除用的就是光的偏振原理. (4)立體電影也利用了光的偏振原理.,【例3】 (2014·江蘇高考)如圖5-2-4所示,白熾燈的右側(cè)依次平行放置偏振片P和Q,A點(diǎn)位于P、Q之間,B點(diǎn)位于Q右側(cè).旋轉(zhuǎn)偏振片P,A、B兩點(diǎn)光的強(qiáng)度變化情況是 ( ) 圖5-2-4,A.A、B均不變 B.A、B均有變化 C.A不變,B有變化 D.A有變化,B不變 解析 白熾燈光包含各方向的光,且各個(gè)方向的光強(qiáng)度相等,所以旋轉(zhuǎn)偏振片P時(shí)各方向透射光強(qiáng)度相同,故A點(diǎn)光的強(qiáng)度不變;白熾燈光經(jīng)偏振片P后為偏振光,當(dāng)Q旋轉(zhuǎn)時(shí),只有與P的偏振方向一致時(shí)才有光透過Q,因此B點(diǎn)的光強(qiáng)有變化,選項(xiàng)C正確. 答案 C,四、激光的應(yīng)用 1.利用激光通過光導(dǎo)纖維實(shí)現(xiàn)通信(利用激光的單色性好,便于調(diào)制). 2.激光雷達(dá)測(cè)距、測(cè)速(方向性好,結(jié)合多普勒效應(yīng)). 3.DVD、CD唱機(jī)、電腦光驅(qū)(方向性好). 4.醫(yī)學(xué)上的“激光刀”、激光雕刻、激光切割、激光焊接、受控核聚變(能量集中及高能量). 5.全息照相技術(shù).,【例4】 下列說法正確的是 ( ) A.激光可用于測(cè)距 B.激光能量十分集中,只可用于加工金屬材料 C.外科研制的“激光刀”可以有效地減少細(xì)菌的感染 D.激光可用于全息照相,有獨(dú)特的特點(diǎn),解析 激光平行度好,即使在傳播了很遠(yuǎn)的距離之后,它仍保持一定的強(qiáng)度,此特點(diǎn)可用于激光測(cè)距,選項(xiàng)A正確;激光的亮度高,能量十分集中,可用于金屬加工、激光醫(yī)療、激光美容、激光武器等,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;激光具有很高的相干性,可用于全息照相,由于它記錄了光的相位信息,所以看起來跟真的一樣,立體感較強(qiáng),選項(xiàng)D正確;由于激光亮度高、能量大,在切割皮膚的同時(shí),也能殺滅細(xì)菌,所以選項(xiàng)C正確. 答案 ACD,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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