13.5光的衍射13.6光的偏振学习目标通过实验观察光的衍射现象知道光产生明显衍射现象的条件通过实验观察光的偏振现象，知道光波是横波了解光的偏振现象的应用学习过程活动一：知识回顾波能绕过障碍物或穿过小孔，偏离直线传播的路径进入“阴影”区域的现象称为 现象。一切波都能发生衍射，衍射是波的特性，通过衍射把能量传到阴影区域，波能够发生明显衍射的条件是：缝、孔或障碍物的尺寸跟波长 或比波长 。光的干涉现象同样反映了光的 性。横波与纵波的区别是什么？活动二：了解几种常见光的衍射1单缝衍射实验取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，在缝后适当距离处放一个像屏。 单缝衍射条纹的特征：（1）中央亮纹 而 。（2）两侧条纹具有对称性，与中央亮纹相比，越向两侧，亮纹宽度越来越 ，且亮度也越来越 。（3）白光的单缝衍射条纹除中央为白色亮纹外，其余亮纹均为彩色，且每一彩亮纹均为外 内 。（想一想这是为什么？）波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间隔_。单缝不变时，光波波长长的（红光）中央亮纹越宽，条纹间隔_。这表明光没有沿直线传播，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。说明：对衍射现象的研究表明，我们平时说的“光沿直线传播”是一种特殊情况。 （1）光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的，在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射不明显。 （2）在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小时，衍射现象十分明显， 这时就不能说光是沿直线传播了。思考：为什么在日常生活中我们很难观察到光的衍射现象呢？2、圆孔衍射： 1、孔较大时，屏上出现 。 2、孔较小时，屏上出现 花样：中央为 ，旁边为 。 3、用白光照射时中央亮圆为 色，周围是 色圆环。3、障碍物衍射 不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清， 其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果。 书P61图13.5-3 历史上曾有一个著名的衍射图样： 泊松亮斑（见课本P61页“科学漫步”） 圆屏衍射图样：用点光源照射不透明的小圆板时，若圆板的尺寸较小，会在光屏上不透明的圆板的阴影中心处产生一个亮斑，叫泊松亮斑。亮斑的周围出现明暗相间的条纹。 左图为一圆孔衍射图，参考同步导学P80说说圆孔衍射图样与泊松亮斑的区别与联系？衍射光栅 1、构成：有许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器 2、特点：它产生的条纹分辨率高，便于测量 3、种类：透光光栅 反射光栅归纳干涉现象和衍射现象的区别活动二、理解光的偏振1、 实验：（见书P64演示实验）取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，就在软绳上形成一列横波。现在，让软绳穿过一块带有狭缝的木板，如果狭缝与振动方向平行，则振动可以通过狭缝传到木板的另一侧（图甲） 如果狭缝与振动方向垂直，则振动就被狭缝挡住而不能向前传播（图乙） 如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波，则无论狭缝怎样放置，弹簧上的纵波都可以通过狭缝传播到木板的另一侧（如下图） 受上面实验的启发，我们可以利用类似的实验来判断光波是横波还是纵波2、阅读同步导学P82-83，初步了解光的振动方向与传播方向的关系。光振动方向与传播方向决定的平面称为振动面。光矢量（电场强度E）只在一个固定平面内沿单一方向振动的光叫线偏振光（也称平面偏振光）。面对光的传播方向看区别自然光（如太阳光、白炽灯光、气体放电光源发光等）与偏振光：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，又叫偏振化方向），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。现在利用偏振片代替上面的带有狭缝的木板，来做光学实验。几个概念：偏振片的起偏和检偏从自然光获得偏振光叫“起偏”，相应的光学器件叫“起偏器”。如利用某些物质能吸收某一方向的光振动，而让与这个方向垂直的光振动通过的性质(二向色性)制成起偏器。用偏振器件分析、检验光束的偏振状态称“检偏”。偏振片既可“起偏”又可“检偏”。观察书P65演示实验，并将实验现象及结论写在下面：1、当只有一块偏振片P（起偏器）时，以太阳的传播方向为轴旋转偏振片P，透射光的强度 。2、当两块偏振片P（起偏器）、Q（检偏器）的透振方向平行时，以太阳光的传播方向为轴旋转偏振片Q，透射光的强度 ，当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度 ，几乎为 。在将Q旋转一周的过程中， 次看到最强， 次看到最弱。 实验结果：太阳光是 光，太阳光通过起偏器后能产生 现象。结论：光是 波。例1、见同步导学P83随堂巩固1例2、见同步导学P83精讲例题1偏振现象的应用：制成偏光眼镜，可观看立体电影。若在所有汽车前窗玻璃和大灯前都装上与地面成45角、且向同一方向倾斜的偏振片，可以避免汽车会车时灯光的晃眼。在拍摄玻璃窗内的物体时，去掉反射光的干扰。液晶显示器。活动反馈：1、在如图中所示，A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而成成的的图像，其中图A是光的 （填干涉或衍射）图像，由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径 （填大于或小于）图B所对应的圆孔的孔径。图B图A2、同步导学P83随堂巩固3 当堂训练【当堂反馈】1