高二物理人教版选修3-4课件：13.5-13.6 光的衍射 光的偏振

第十三章

光

13.5-13.6 光的衍射学习目标定位

光的偏振

1.知道光的衍射现象，知道产生明显衍射现象的条件.2.知道衍射条纹的特点，了解衍射光栅.

3.知道光的偏振现象，知道光是横波.4.知道偏振光和自然光的区别，能运用偏振知识来解

释生活中的一些常见光学现象.

一、光的衍射问题设计唐代诗人王维的诗句“空山不见人，但闻人语响”描 写了一种常见的“闻其声而不见其人”的物理现象 . 这

种现象是如何形成的呢？为什么声波容易发生衍射现象而光波不容易发生衍射现象呢？

一、光的衍射答案 诗句中描写的是声波的衍射现象.

声波的波长较大，与日常生活中的物体可以相比，很

容易发生明显衍射现象 ，故可以隔着障碍物 “ 闻其声 ” ,但光的波长远小于日常生活中物体的尺寸，光

在障碍物后形成阴影，故有“不见其人”的现象.

一、光的衍射要点提炼1.各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，即使影的轮廓 模糊不清 .

一、光的衍射

2.光产生明显衍射现象的条件 在障碍物或小孔的尺寸可以跟光的波长 相比 ，甚至比

光的波长 还小 的时候，就会产生明显的衍射现象.

一、光的衍射3.衍射图样的特点 (1)单缝衍射图样的特点： ①中央条纹 亮而宽 .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 . ②光的波长一定时，单缝窄的中央条纹 宽 ，各条纹间距大； 单缝不变时，光波波长大的中央条纹 宽 ，条纹间距 大 .

③白光的单缝衍射条纹是中央为白色亮纹 ，两侧为彩色条纹 .

一、光的衍射(2)圆孔衍射图样的特点： ①单色光的圆孔衍射图样中央亮圆的亮度高，外面是 明暗相间的不等距 (填“等距”或“不等距”)的圆环， 越向外，亮环亮度越 低 . ②白光的圆孔衍射图样中央亮圆为白色，周围是 彩色

圆环.

一、光的衍射(3)泊松亮斑：障碍物的衍射现象 ①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. ②图样特点：中央是一个亮斑，圆板阴影的边缘模糊， 阴影外边有明暗相间的圆环.

一、光的衍射4.衍射光栅 (1) 衍射图样的特点：狭缝的个数越多，衍射条纹的宽 度越 窄 ，亮度越 强 ；与单缝衍射相比，衍射条纹的宽

度变 窄 ，亮度 增加 .(2)衍射光栅的种类： 反射光栅和 透射 光栅.

二、单缝衍射与双缝干涉的比较问题设计单缝衍射和双缝干涉得到的都是明暗相间的条纹，如 何区别它们？

答案

它们的主要区别是：单缝衍射的条纹宽度不等，

中央最宽，条纹间距不等；双缝干涉的条纹宽度相等，

条纹间距相等.

二、单缝

衍射与双缝干涉的比较要点提炼单缝衍射与双缝干涉的比较 1.不同点

(1)产生条件

单缝衍射：只要狭缝足够小

双缝干涉：频率相同的两列光波相遇叠加侧亮条纹变暗变窄

单缝衍射的图样中央为最宽最亮的亮条纹，两 (2)图样 双缝干涉的图样是亮度相同的等间距的条纹

二、单缝衍射与双缝干涉的比较

2.相同点

(1) 都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果

(2)都是波特有的现象，表明光是一种波.

三、偏振现象问题设计1.取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动， 软绳上形成一列横波，质点在竖直平面内沿着上下方 向振动 .如果手持绳的一端左右抖动，会在绳上形成另

一列横波，质点在水平平面内沿着左右方向振动.

三、偏振现象现在让软绳穿过一块带有狭缝的木板 .分别将狭缝与振动方向平行放置及与振动方向垂直放置，观察发生的现象(如图1

甲、乙所示).如果将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波， 观察发生的现象(如图丙所示). 这两种现象说明什么？

图1

三、偏振现象

答案

当机械波是横波时，若质点的振动方向与狭缝

平行，则机械波能透过狭缝传播，反之则不能透过狭缝传播 .对纵波而言，不管什么情况，纵波总能透过狭

缝传播.