3. 光的衍射与偏振教案教学设计导入整理

【学习目标】

1．认识光的衍射现象，使学生对光的波动性有进一步的了解．

2．了解光产生明显衍射的条件，及衍射图样与波长、缝宽的定性关系．

【学习重点】

1．通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性．来源学科网ZXXK]

2．正确认识光发生明显衍射的条件．

【学习难点】

认识光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加．【知识链接】

光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象。

问题1：什么是波的衍射现象？

问题2：能发生明显的衍射现象的条件是什么？

问题3：我们常说“光沿直线传播”，那么光是否会产生衍射现象？为什么生活中我们观察不到光的衍射呢？

来源学科网来源学&科&网Z&X&X&K]

【新课学习】

一、光的单缝衍射

1.单缝衍射实验．

用平行单色光照射狭缝，当缝较宽时，光沿着

传播，阴影区和亮区边界清晰；减小缝宽，在缝较窄时，阴影区和亮区的边界变得模糊；继续减小缝宽，当缝足够窄时，尽管亮条纹的亮度有所

，但是宽度反而

。光明显地偏离直线传播进入几何阴影区。这就是光的衍射现象。

2.光的衍射的形成．

如图所示，当光传播到狭缝时，可把狭缝S看成许许多多个点光源，这些点光源发出的光在空间传播相遇叠加时加强或者削弱，屏幕上就出现了明暗相间的条纹。

说明：其实，干涉、衍射都是波的叠加现象，从本质上讲，两者并无区别。区分干涉、衍射，是一种习惯说法。在实际中，干涉、衍射常常出现于同一现象中。

【思考与讨论】（1）既然光能绕过障碍物继续传播发生衍射现象，那么这与我们平时说的“光沿直线传播”不是矛盾了吗？该如何解释这两种现象呢？

（2）课本62页第3题

[来源:学科网]3.单缝衍射条纹的特征．(单色光的衍射图样) ①明暗相间的条纹。

②中央亮纹最

、最

，从中央往两侧亮条纹变

、变

。

【思考与讨论】（1）光的单缝衍射图样和双缝干涉图样有什么异同？

（2）光的单缝衍射实验中，减小缝宽，衍射图样如何变化？如果增大入射光的波长，衍射图样又如何变化？（提示：单缝越窄，入射光波长越长越容易发生衍射）

二、泊松亮斑

请同学们阅读课本61页“科学足迹”了解泊松亮斑，进一步认识光的衍射现象。

三、衍射光栅

1.结构 2.增加狭缝的个数会使衍射的条纹的宽度变 ，亮度变 。

【做一做】

用两支铅笔夹成一条狭缝，将眼睛紧贴着狭缝并使狭缝与日光灯管平行，你会观察到什么现象？试着解释这个现象。

【小结反思】

1．光的衍射现象进一步证明了光具有

．

2．光的衍射现象是光偏离了直线传播方向绕到障碍物阴影区的现象，衍射光强按一定的规律分布，形成明暗相间的

，它的规律与缝宽及光的波长有关．

【学习目标】

1、了解偏振现象，知道只有横波才有偏振现象。知道光波是横波。

2、知道偏振光和自然光的区别。

3、了解光的偏振现象在生活和科学技术中的重要应用。

【学习重点】 认识横波的偏振现象。

【学习难点】 光的偏振现象的实验探究。

【知识链接】

1、横波：各质点的振动方向与波的传播方向 。

[来源:学科网]2、纵波：各质点的振动方向与波的传播方向 。

【新课学习】

光的干涉和衍射现象，说明光具有波动性。既然光也是一种波，那么，光到底是横波，还是纵波？我们将在这一节中，通过光的偏振现象，说明光是横波。

一、机械波的偏振现象

预习课本63页机械波的偏振现象，回答下列问题。

1、只有当狭缝与绳的振动方向 时，横波才能通过狭缝；而当狭缝与绳的振动方向垂直时，横波 通过狭缝。

2、若将绳换成细软弹簧，前后推动弹簧形成的纵波，无论狭缝的取向如何，纵波都 通过狭缝。

以上现象说明：只有 波才有偏振现象。于是我们就可以利用类似的实验来判断光波是横波还是纵波。

二、光的偏振

用偏振片替代有狭缝的木板，来做光学实验。偏振片由特定的材料制成，每个偏振片有 个透振方向，只有振动方向与这个透振方向 的光波才能通过偏振片。

1、自然光：像太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在 于传播方向上沿 方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度 。这种光叫做自然光。

2、偏振光：通过偏振片的光，在垂直传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动。这种光叫做偏振光。

预习课本64页【演示】，回答下列问题。

（1）以光的传播方向为轴旋转偏振片P，透射光的强度变化吗？为什么？

（2）在偏振片P的后面，再放置另一个偏振片Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片Q，则通过两块偏振片的透射光的强度变化吗？为什么？

（3）通过实验，你认为光波是横波还是纵波？为什么？

（4）偏振片P、Q分别起什么作用？叫做什么？

除了从太阳、电灯等光源直接发出的光以外，通常看到的绝大多数的光都是不同程度的 光。自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是 光，入射角变化时 也有所变化。[来源:学科网ZXXK][来源:Zxxk.Com]

三、

偏振现象的应用

1、照相机镜头前装偏振片，照相清晰。

原理：让偏振片的透振方向与反射光的偏振方向 ，减弱反射光。

2、液晶显示

原理：两块透振方向相互 的偏振片当中插进一个液晶盒，盒内液晶层的上下是电极板，它们刻成数字笔画的形状。外界的自然光通过第一块偏振片后，成了 光。这束光在通过液晶时，如果上下两极间没有电压，光的偏振方向会被液晶旋转90,于是它 通过第二块偏振片。第二块偏振片的下面是反射镜，光线被反射回来，这时液晶盒看起来是透明的。但在上下两个电极间有一定大小的电压时，液晶的性质改变了，于是光线通不过第二块偏振片，这个电极下的区域变 ，用这种方式就可以显示数字。

3、立体电影

阅读课本66页科学漫步

4、偏振太阳镜

【巩固练习】

（B级）1、关于自然光和偏振光，下列说法正确的是（ ）

A、

自然光通过偏振片后成为偏振光

B、

偏振光不能再通过偏振片

C、

自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光确不能

D、

如果偏振片的透振方向与偏振光的振动方向垂直，偏振光就不

能通过偏振片

（B级）2、在拍摄日落时分水面下的景物时，应在照相机镜头前安装一个偏振片，其目的是：( )

A、减少阳光在水面上的反射光 B、阻止阳光在水面上的反射光进入照相机镜头

C、增强光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度 D、减弱光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度

（B级） 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的后面放上光屏，下列说法正确的是：( ) A、Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变[来源:学#科#网]

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

【小结反思】

光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，而光的偏振现象进一步说明光波是一种横波。