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1、光的衍射和偏振第1页，本讲稿共28页 光光的的干干涉涉现现象象反反映映了了光光的的波波动动性性，而而波波动动性性的的另另一一特特征征是是波波的的衍衍射射现现象象，光光是是否否具具有有衍衍射射现现象象呢呢？如如果果有有衍衍射射现现象象，为为什什么么在在日日常常生生活活中中我我们们没没有观察到光的衍射现象呢？有观察到光的衍射现象呢？水波、声波都会发生衍射现象，它们发生衍射的现象特征是什么？第2页，本讲稿共28页 一一切切波波都都能能发发生生衍衍射射，通通过过衍衍射射把把能能量量传传到到阴阴影影区区域域，能能够够发发生生明明显显衍衍射射的的条条件件是是障障碍碍物或孔的尺寸跟波长差不多物或孔的尺寸跟波
2、长差不多 取一个不透光的屏，取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，在平行的单色光照射，在缝后适当距离处放一个缝后适当距离处放一个像屏像屏 激光束调节狭缝宽窄像屏第3页，本讲稿共28页单缝衍射条纹的特征1、中央亮纹宽而亮2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗第4页，本讲稿共28页观察下列衍射图样，分析衍射规律：观察下列衍射图样，分析衍射规律：不同缝宽的单缝衍射不同缝宽的单缝衍射不同色光的单缝衍射不同色光的单缝衍射第5页，本讲稿共28页 1 1、波波长长一一定定时时，单单缝缝窄窄的的中中央央条条纹纹宽宽，各各条条纹纹间间
3、距大距大 2、单单缝缝不不变变时时，光光波波波波长长的的（红红光光）中中央央亮亮纹纹越宽，条纹间隔越大越宽，条纹间隔越大 3 3、白白炽炽灯灯的的单单缝缝衍衍射射条条纹纹为为中中央央亮亮，两两侧侧为为彩彩色色条条纹纹，且且外外侧侧呈呈红红色色，靠靠近近光光源源的的内内侧侧为为紫紫色色单缝衍射规律第6页，本讲稿共28页ABS 1、孔较大时屏上出现清晰的光斑 2、孔较小时屏上出现衍射花样圆孔衍射圆孔衍射第7页，本讲稿共28页 不不只只是是狭狭缝缝和和圆圆孔孔，各各种种不不同同形形状状的的物物体体都都能能使使光光发发生生衍衍射射，以以至至使使影影的的轮轮廓廓模模糊糊不不清清，其其原原因因是是光光通通
4、过过物物体体的的边边缘缘而而发发生生衍衍射射的的结结果果历历史史上上曾曾有有一一个个著著名名的的衍衍射射图图样样泊松亮斑泊松亮斑圆屏衍射圆孔衍射钢针的衍射钢针的衍射第8页，本讲稿共28页光的偏振光的偏振2 2、光偏振的实验演示、光偏振的实验演示1 1、机械波的偏振、机械波的偏振（2 2）横波具有偏振现象，纵波不具有这样的特性。这）横波具有偏振现象，纵波不具有这样的特性。这就是横波与纵波的区别就是横波与纵波的区别3 3、光具有偏振说明、光具有偏振说明：(1)(1)自然光通过一个自然光通过一个偏振片偏振片(2)(2)偏振光偏振光通过旋转的通过旋转的检偏器检偏器结结论论（1 1）横波只沿着某一个特定
5、的方向振动这种现象称为波）横波只沿着某一个特定的方向振动这种现象称为波的偏振。的偏振。旋转偏振片旋转偏振片P P的过的过程中，透射光的强程中，透射光的强度不变。度不变。光强发生变化，两片光强发生变化，两片相垂直时透射光的强相垂直时透射光的强度最弱。度最弱。光是一种横波光是一种横波4 4、常见光的偏振现象及应用、常见光的偏振现象及应用（1 1）（2 2）课本）课本P35P35(视频演示视频演示)第9页，本讲稿共28页自然光：自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光传播方向上沿一切方向振动
6、的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光。波的强度都相同，这种光叫做自然光。偏振光：偏振光：自然光通过偏振片时，只有振动方向跟偏振片的自然光通过偏振片时，只有振动方向跟偏振片的透射方向一致时的光波才能通过，也就是说，通过偏振片的透射方向一致时的光波才能通过，也就是说，通过偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动，这种光叫做偏振光。振动，这种光叫做偏振光。偏振片（也叫起偏器或检偏器）：偏振片（也叫起偏器或检偏器）：由特定的材料制成，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），只有振动方
7、它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。第10页，本讲稿共28页（1 1）除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的）除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，通常看到的绝大多数是反射、折射光光以外，通常看到的绝大多数是反射、折射光是偏振光。是偏振光。自然光射到两种介质的界面时，当反射光与自然光射到两种介质的界面时，当反射光与折射光之间的夹角为折射光之间的夹角为90900 0，反射光与反射光就都是，反射光与反射光就都是偏振光，并且两偏振方向互相垂直。偏振光，并且两偏振方向互相垂直。例例2 2：如何在拍摄时减弱
8、反射光的干扰？如何在拍摄时减弱反射光的干扰？例例1 1：计算自然光从空气射到折射率为计算自然光从空气射到折射率为4/34/3的水面时，的水面时，当入射角为多大时使反射光和折射光均为偏振光当入射角为多大时使反射光和折射光均为偏振光？（假设光在玻璃中的折射率相同）？（假设光在玻璃中的折射率相同）答案：（见课本答案：（见课本P34P34）析与解析与解第11页，本讲稿共28页.检偏器检偏器线偏振光线偏振光偏振片偏振片P明明.自然光自然光线偏振光线偏振光.演示实验（演示实验（1）：自然光通过一个偏振片）：自然光通过一个偏振片自然光自然光第12页，本讲稿共28页.偏振片偏振片P明明.自然光自然光线偏振光线
9、偏振光.演示实验（演示实验（1）：自然光通过一个偏振片）：自然光通过一个偏振片自然光自然光第13页，本讲稿共28页.线偏振光线偏振光偏振片偏振片P明明.自然光自然光线偏振光线偏振光.演示实验（演示实验（1）：自然光通过一个偏振片）：自然光通过一个偏振片自然光自然光第14页，本讲稿共28页.线偏振光线偏振光偏振片偏振片P明明.自然光自然光线偏振光线偏振光.演示实验（演示实验（1）：自然光通过一个偏振片）：自然光通过一个偏振片自然光自然光第15页，本讲稿共28页.自然光自然光线偏振光线偏振光偏振片偏振片P明明.自然光自然光线偏振光线偏振光.演示实验（演示实验（1）：自然光通过一个偏振片）：自然光通
10、过一个偏振片自然光自然光第16页，本讲稿共28页.检偏器检偏器偏振片偏振片P明明自然光自然光线偏振光线偏振光线偏振光线偏振光.自然光自然光线偏振光线偏振光.演示实验（演示实验（1）：自然光通过一个偏振片）：自然光通过一个偏振片现象：偏振片旋转过程中透射光的强度不变现象：偏振片旋转过程中透射光的强度不变第17页，本讲稿共28页.起偏器起偏器P P检偏器检偏器Q Q自然光自然光线偏振光线偏振光偏振片偏振片偏振片偏振片演示实验（演示实验（2）：偏振光通过旋转的）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化检偏器，光强发生变化第18页，本讲稿共28页.起偏器起偏器P P检偏器检偏器Q Q自然光自然光线偏振
11、光线偏振光演示实验（演示实验（2）：偏振光通过旋转的）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化检偏器，光强发生变化第19页，本讲稿共28页.起偏器起偏器P P检偏器检偏器Q Q自然光自然光线偏振光线偏振光演示实验（演示实验（2）：偏振光通过旋转的）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化检偏器，光强发生变化第20页，本讲稿共28页.起偏器起偏器P P检偏器检偏器Q Q自然光自然光线偏振光线偏振光演示实验（演示实验（2）：偏振光通过旋转的）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化检偏器，光强发生变化第21页，本讲稿共28页.起偏器起偏器P P检偏器检偏器Q Q自然光自然光线偏振光线偏振光演示实验
12、（演示实验（2）：偏振光通过旋转的）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化检偏器，光强发生变化第22页，本讲稿共28页.起偏器起偏器P P检偏器检偏器Q Q自然光自然光线偏振光线偏振光演示实验（演示实验（2）：偏振光通过旋转的）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化检偏器，光强发生变化第23页，本讲稿共28页.起偏器起偏器P P检偏器检偏器Q Q自然光自然光线偏振光线偏振光演示实验（演示实验（2）：偏振光通过旋转的）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化检偏器，光强发生变化第24页，本讲稿共28页.起偏器起偏器P P检偏器检偏器Q Q自然光自然光线偏振光线偏振光两偏振片的偏振化方向相互垂
13、直两偏振片的偏振化方向相互垂直 光强为零光强为零演示实验（演示实验（2）：偏振光通过旋转的）：偏振光通过旋转的 检偏器，光强发生变化检偏器，光强发生变化第25页，本讲稿共28页n1n2iS析与解：析与解：0第26页，本讲稿共28页例例3 3：在杨氏干涉实验装置的双缝后面各放置在杨氏干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片，若两个偏振片的透振方向相一个偏振片，若两个偏振片的透振方向相互垂直，则（互垂直，则（）A A、光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减、光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减小小 B B、光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增、光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增大大C C、干涉条纹消
14、失，光屏上一片黑暗、干涉条纹消失，光屏上一片黑暗D D、干涉条纹消失，但仍有光射到光屏上。、干涉条纹消失，但仍有光射到光屏上。C C第27页，本讲稿共28页例例4：对光的偏振，以下认识哪些是正确的对光的偏振，以下认识哪些是正确的（）A、振动方向只在某一个平面内的光是偏振、振动方向只在某一个平面内的光是偏振光光B、从电灯等光源直接出来的光本身就是偏、从电灯等光源直接出来的光本身就是偏振光振光C、转动偏振片去看电灯光，看到透射光亮、转动偏振片去看电灯光，看到透射光亮度无变化，说明透射光不是偏振光度无变化，说明透射光不是偏振光D、光的偏振现象使人们认识到光是一种横、光的偏振现象使人们认识到光是一种横波。波。AD第28页，本讲稿共28页