3. 光的衍射与偏振特级教师教学实录

富顺三中“三五”问题式课堂教学

课题名称:光的波动性

§5.3 光的衍射与偏振

主备人：张伟

审核人：丁世友

熊正辉

一．【学习目标】

1.知道光的衍射现象

2.知道产生光的衍射现象的条件

3.知道线偏振光和自然光的区别及偏振光的一些应用

4.知道只有横波才有偏振现象，因此偏振现象说明光是横波

二．【重点难点】

单缝衍射实验和圆孔衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件. 三．【导学过程】

（一）自主学习

一．光的衍射现象：光可以 而到达 区域的现象叫光的衍射。

二．发生明显衍射现象的条件

1.一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是：障碍物或孔、缝的大小比波长 或跟波长 时，才能观察到明显的衍射现象．

2.

常见的衍射现象有： 和 。衍射条纹中央具有 的亮纹，两侧（或周围）对称分布着一系列强度 、 的暗纹。

三．光的直线传播：光的直线传播是一种特殊情况，光在 的均匀介质中是沿直线传播的。

四．光的偏振

1.波的偏振现象：波只沿着 振动，称为波的偏振。只有 才有偏振现象。

2.自然光和偏振光的却别：包含着垂直于传播方向上 振动的光，而且沿着各个方向振动的 都相同，这种光叫自然光。在垂直于传播方向的平面上，只沿某一个特定的方向振动的光叫偏振光。

3.偏振光的产生：自然光通过 后就成了偏振光；自然光射到两种介质的界面上，如果入射的方向合适，使 ，反射光和折射光都是偏振光。平时我们看到的光，除 的以外都是偏振光

4.光的偏振现象说明光波是 。

（二）小组合作学习

一．复习水波的衍射现象和光的干涉现象回答以下问题：

1.什么是波的衍射？

2.发生明显衍射现象的条件是什么？

3.光的干涉现象说明了什么？

4.思考为什么平时我们不易观察到光的衍射？

[来源

班级___________ 小组

_____________

姓名

___________

结论：1.光的衍射现象：光可以 而到达 区域的现象叫光的衍射。

2.发生明显衍射的条件是：障碍物或孔、缝的大小比波长 或跟波长 时，才能观察到明显的衍射现象．

二、圆孔衍射

1.请叙述单色光圆孔衍射图样的特征？

2.圆孔由大到小观察到哪些现象？

3.用不同色光照射时，图样有怎样的变化？

4.请叙述白光圆孔衍射图样的特征？

5.什么是“泊松亮斑”？谁提出了“泊松亮斑”？提出的目的是什么？谁证实了“泊松亮斑”

的存在？你从中能体会到什么？

结论：中间较亮，周围明暗相间的圆环，且亮度小这些圆环达到的范围远远超过根据光的直线传播所应照明的面积。

三．单缝衍射

1.请叙述单色光单缝的衍射图样特征？

2.缝由大到小衍射图样怎样变化？

3.中央条纹的宽度及条纹间距跟什么因素有关？

4.请叙述白光单缝衍射的图样特征？

结论：1.单色光的双缝干涉图样是等距的明暗相间的条纹，亮条纹强度向两边逐渐减弱且较慢，单色光的衍射图样中间一条亮纹较宽较亮，两边是对称的明暗相间的条纹，亮条纹强度向两边逐渐减弱且较快，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. 2.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．

四．光的偏振

1.请叙述横波与纵波的却别？

2.什么是偏振现象？

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3.请说明光的振动方向、自然光、线偏振光、偏振片、偏振方向的概念。

4. 将一个偏振片放于眼睛的前方，观察通过窗户进入室内的自然光，转动偏振片，你感觉到的阴暗有没有明显的变化？

5.光的偏振现象说明了什么？

结论：1.光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光．光振动沿着特定方向的光就是偏振光． 2. 光的偏振现象说明光波是 （三）课堂学习整合

（四）课堂训练评价

1．一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明、暗相间的干涉条纹。现在将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到(

) A．与原来相同的明暗相间的条纹，只是明条纹比原来暗些

B．与原来不同的明暗相间的条纹，而中央明条纹变宽些

C．只有一条与缝宽相对应的明条纹

D．无条纹，只存在一片红光

2．单色光照射单缝衍射时（ ）

A．狭缝越窄衍射现象越明显 B．狭缝越宽衍射现象越明显 C．照射的光的波长越长衍射现象越明显 D．照射的光的频率越高衍射现象越明显 3．用黄色光照射不透明的圆板时在圆板的背影中恰能观察到黄色光斑，若分别用红色光,绿色光和紫色光照射圆板一定能观察到光斑的是：

A．红色光

B．绿色光 C．紫色光

D．三种色光都能

4．单色光通过双缝产生干涉现象，同种单色光通过单缝产生衍射现象，在光屏上都得到明暗相间的条纹，比较这两种条纹(

)．

A．干涉、衍射条纹间距都是均匀的 B．干涉、衍射条纹间距都是不均匀的

C．干涉条纹间距不均匀，衍射条纹间距均匀 D．干涉条纹间距均匀，衍射条纹间距不均匀

（五）课外拓展练习

1．下列说法正确的是（ ）

A．机械波都能产生偏振现象 B．光的偏振现象说明光是横波

C．自然光不能产生偏振，说明自然光是纵波

AD．光波的感光作用和生理作用等主要是由磁感应强度B的振动引起的

B2．纵波不可能产生的现象是

ⅠA．偏振现象 B．反射现象 C．折射现象 D．衍射现象

界面O3．如图所示，太阳光照射到两种介质的界面上。

Ⅱ关于反射光和折射光，下列说法正确的是（ ）

C

班级___________ 小组

_____________

姓名

___________

A．入射光、反射光、折射光都是偏振光

B．入射光是自然光，折射光、反射光是偏振光

C．反射光垂直于纸面振动，折射光在纸面内振动

D．反射光在纸面内振动，折射光垂直于纸面振动

4．两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过。如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象（ ）

A．透过偏振片的光强先增强，然后又减弱到零

B．透过的光强先增强，然后减弱到非零的最小值

C．透过的光强在整个过程中都增强

D．透过的光强先增强，再减弱，然后又增强

5．光的衍射现象，下面说法正确的是 (

)．

A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹

B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹

C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射

D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射

6.观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2 mm逐渐增大到0.8 mm，看到的现象是(

)．

A．衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显

B．衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显

C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强

D．以上现象都不会发生

7．沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象，发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗，这是由于这种情况(

)．

A．只有波长较短的一部分光才能到达地面 B．只有波长较长的一部分光才能到达地面

C．只有频率较大的一部分光才能到达地面 D．只有频率较小的一部分光才能到达地面

8．关于自然光和偏振光，下列观点正确的是 (

)．

A．自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能

B．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光

C．自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光

D．自然光和偏振光都能使感光底片感光

9．在拍摄日落时分水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是 (

)．

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

10.如图所示，a、b两束光以不同的入射角由介质射向空气，

结果折射角相同，下列说法正确的是(

)．

A．b在该介质中的折射率比a大

B．若用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条纹更宽

C．用a更易观测到泊松亮斑

D．做双缝干涉实验时，用a光比用b光两相邻亮条纹中心的距离更大