教科版 (2019)選擇性必修第一冊7 激光備課課件ppt-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

1.觀察光的衍射現(xiàn)象、光的偏振現(xiàn)象。(科學(xué)探究)2.認(rèn)識衍射條紋的特點,知道產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。(科學(xué)思維)3.知道自然光和線偏振光的區(qū)別。(科學(xué)思維)4.了解激光的特點和應(yīng)用。(科學(xué)思維)
基礎(chǔ)落實·必備知識全過關(guān)
重難探究·能力素養(yǎng)全提升
學(xué)以致用·隨堂檢測全達(dá)標(biāo)
一、光的衍射1.單縫衍射現(xiàn)象(1)當(dāng)單縫　　　　時,光沿著直線方向通過單縫,在光屏上可以看到一條跟單縫寬度相當(dāng)?shù)牧辆€或(亮斑)。?(2)把單縫調(diào)窄些,可以看到屏上亮線也隨之　　　　。? 同光的波長差不多(3)當(dāng)單縫調(diào)到很窄時,光通過單縫后就明顯地偏離了　　　　　　　方向,在屏上出現(xiàn)的不再是一條很窄的亮線,而是擴(kuò)展到了相當(dāng)寬的地方,并且出現(xiàn)了　　　　　　　的條紋;再調(diào)小單縫,條紋也隨之變得清晰、細(xì)小。?
2.光的衍射按照直線傳播的規(guī)律應(yīng)該屬于陰影的區(qū)域也會出現(xiàn)　　　　　;反之,應(yīng)該屬于亮區(qū)的地方也會出現(xiàn)　　　　　　　。這種現(xiàn)象叫作光的衍射。可類比波的衍射?3.衍射圖樣單色光?衍射時產(chǎn)生的　　　　　　　的圖樣叫作衍射圖樣。?
二、光的偏振(1)偏振:當(dāng)狹縫的方向與繩的振動方向　　　　時,繩上橫波可以傳過去;狹縫的方向與繩的振動方向　　　　時,繩上的橫波就不能通過了,這種現(xiàn)象叫作偏振。?(2)線偏振光:光　　　　　　限在一個平面內(nèi)的光。?(3)自然光:通常光源發(fā)出的光(包括太陽光)是由大量的、　　　　　　不同的　　　　　　　　組成,稱為自然光。?(4)光的偏振現(xiàn)象證明光是　　波。?
三、激光激光的特性及應(yīng)用
情境鏈接看立體電影時需要戴一副特制的眼鏡,你知道這是為什么嗎?特制的眼鏡又有什么特點呢?
教材拓展閱讀教材P125“發(fā)展空間”中“全息照相”后回答:全息照相利用了什么原理?全息技術(shù)包括哪兩個過程?
提示這一切都跟線偏振光有關(guān),立體電影拍攝時是利用線偏振光,放映時也是利用線偏振光,戴的眼鏡是偏振片。
提示全息照相是利用干涉和衍射原理。全息技術(shù)包括“攝影”和“重顯”兩個過程。
易錯辨析(1)白光通過盛水的玻璃杯時,在適當(dāng)?shù)慕嵌?可看到彩色光,是光的衍射現(xiàn)象。(　　)(2)用兩支圓柱形鉛筆并在一起,形成一個狹縫,使狹縫平行于日光燈,會看到彩色的衍射條紋。(　　)(3)激光可以進(jìn)行光纖通信是利用了相干性好的特點。(　　)(4)激光可用做“光刀”來切開皮膚是利用激光的相干性好的特點。(　　)
探究點一　三種衍射圖樣特點的比較
導(dǎo)學(xué)探究讓一束激光照射在游標(biāo)卡尺兩個卡腳之間的縫上,屏幕上出現(xiàn)條紋?？p間距變小時,條紋有什么變化?
提示當(dāng)縫間距變小時,屏幕上條紋間距逐漸變寬,但亮度逐漸減弱。
知識歸納1.單縫衍射圖樣(1)中央條紋最亮、越向兩邊越暗,條紋間距不等。越靠外,條紋間距越小。(2)縫變窄后通過的光變少,而光分布的范圍更寬,亮條紋的亮度降低。(3)中央亮條紋的寬度及條紋間距跟入射光的波長及單縫寬度有關(guān)。入射光波長越大,單縫越窄,中央亮條紋的寬度及條紋間距就越大。(4)用白光做單縫衍射時,中央亮條紋是白色的,兩邊是彩色條紋,中央亮條紋仍然最寬最亮。
2.圓孔衍射圖樣(1)中央是大且亮的圓形亮斑,周圍分布著明暗相間的同心圓環(huán),且越靠外,圓形亮條紋的亮度越弱,寬度越小。(2)圓孔越小,中央亮斑的直徑越大,同時亮度越弱。(3)用不同色光照射圓孔時,得到的衍射圖樣的大小和位置不同,波長越大,中央圓形亮斑的直徑越大。(4)白光的圓孔衍射圖樣中,中央是大且亮的白色光斑,周圍是彩色同心圓環(huán)。(5)只有圓孔足夠小時才能得到明顯的衍射圖樣,在圓孔由較大直徑逐漸減小的過程中,光屏依次得到幾種不同的現(xiàn)象——圓形亮斑(光的直線傳播)、光源的像(小孔成像)、明暗相間的圓環(huán)(衍射圖樣)、完全黑暗。
3.不透明的小圓板衍射圖樣(泊松亮斑)(1)在圓板的陰影中心出現(xiàn)亮斑,在陰影外有明暗相間的圓環(huán)。(2)泊松亮斑圖樣的亮環(huán)或暗環(huán)的距離隨著圓板半徑的增大而減小,而且背景是明亮的,如圖所示。泊松亮斑
特別提示　理解并牢記各種衍射圖樣的特征(1)單縫衍射條紋的特征可以用十二個字概括:中寬邊窄、中亮邊暗、中白邊彩。其中“中白邊彩”只適合于白光光源。(2)各種衍射圖樣的形狀不同,但圖樣的分布規(guī)律、影響因素都是類似的。
應(yīng)用體驗【例1】 (多選)用如圖甲所示裝置做圓孔衍射實驗,在屏上得到的衍射圖樣如圖乙所示,實驗發(fā)現(xiàn)光繞過孔的邊緣,傳播到了相當(dāng)大的范圍。下列說法正確的是(　　)A.這個實驗用事實證明了光具有波動性B.圓孔變小,衍射圖樣的范圍反而變大C.圓孔變小,中央亮斑的亮度反而變大D.不同波長的光對應(yīng)衍射圖樣完全相同
解析圓孔變小,衍射現(xiàn)象更明顯,即衍射圖樣的范圍反而變大,故B正確;圓孔變小時,光透過的能量會變小,而中央亮斑面積會變大,所以亮度會變暗,故C錯誤;用不同波長的光做實驗,衍射圖樣不完全相同,相同孔徑時,波長越長,則亮斑會越大,故D錯誤;衍射實驗證實了光具有波動性,故A正確。
對點演練1(多選)如圖為紅光、藍(lán)光分別通過單縫、雙縫所呈現(xiàn)的圖樣,則(　　)A.圖甲為紅光的衍射圖樣B.圖乙為紅光的衍射圖樣C.圖丙為藍(lán)光的干涉圖樣D.圖丁為藍(lán)光的干涉圖樣
解析由圖樣特點可知,甲、乙為衍射圖樣,且波長越長,中央亮條紋越寬,條紋間距越大,因為紅光波長大于藍(lán)光,所以圖甲為藍(lán)光的衍射圖樣,圖乙為紅光的衍射圖樣,故A錯誤,B正確;由圖樣特點可知,丙、丁為干涉圖樣,且由Δx= 可知,光的波長越長,干涉條紋間距越大,故圖丙為紅光的干涉圖樣,圖丁為藍(lán)光的干涉圖樣,故C錯誤,D正確。
探究點二　自然光和線偏振光的比較
導(dǎo)學(xué)探究用手握住繩的一端,另一端固定。手做垂直于繩方向的抖動,在繩上就形成了橫波。如果在繩波傳播的路徑中放置一個帶有狹縫的柵欄,我們看到:當(dāng)狹縫的方向與繩的振動方向相同時,繩上橫波可以傳過去;狹縫的方向與繩的振動方向垂直時,繩上橫波就不能通過了(如圖所示)。這種現(xiàn)象叫作偏振。光有這種現(xiàn)象嗎?
知識歸納偏振片上的“狹縫”表示透振方向,而不是真實的狹縫。只要光的振動方向不與透振方向垂直,都可以不同程度地通過偏振片,不過強(qiáng)度要比振動方向與透振方向平行的光弱一些。
1.自然光和線偏振光
2.獲取線偏振光的方法(1)讓自然光通過一塊偏振片。(2)讓自然光射到兩種介質(zhì)的交界面上,入射角合適使得反射光與折射光垂直時,反射光和折射光都是線偏振光,且偏振方向互相垂直。
應(yīng)用體驗【例2】如圖所示,讓太陽光通過偏振片P和Q,以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片P或Q,可以看到透射光的強(qiáng)度會發(fā)生變化,這是光的偏振現(xiàn)象。這個實驗表明(　　)A.光是電磁波B.光是一種橫波C.光是一種縱波D.光是一種概率波
解析當(dāng)以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片P或Q,可以看到透射光的強(qiáng)度會發(fā)生變化,說明偏振片的透振方向會影響到光的透射強(qiáng)度,則光的振動方向一定與傳播方向垂直,所以這個實驗表明光是一種橫波,故選B。
對點演練2(2023江蘇南通高二期中)有一種魔術(shù)道具被稱為“穿墻而過”,其結(jié)構(gòu)是兩片塑料偏振片卷起來,放進(jìn)空心的透明圓筒內(nèi),中間兩偏振片重疊區(qū)域給觀眾感覺為一塊“擋板”,如圖甲所示。當(dāng)圓筒中的小球從B端滾向A端,居然穿過了“擋板”,如圖乙所示。下列說法正確的是(　　)A.該魔術(shù)說明光是橫波B.該魔術(shù)對觀眾的觀察角度有要求C.只用一片塑料偏振片也可以完成該魔術(shù)D.該魔術(shù)中對兩偏振片卷起來的方式無要求
解析光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波,故A正確;任何角度的光都會發(fā)生偏振現(xiàn)象,故不同角度的觀眾看到的現(xiàn)象相同,故對觀察角度無要求,故B錯誤;偏振片的特點為當(dāng)偏振片偏振方向與偏振光的方向平行時,偏振光可以全部通過偏振片,當(dāng)偏振片偏振方向與偏振光的方向垂直時,偏振光不能通過偏振片,則在中間區(qū)域放垂直偏振片和水平偏振片,將兩偏振片卷起來,且部分重合,自然光通過兩片偏振方向互相垂直的偏振片時,光強(qiáng)減弱,形成黑影,看起來就像一道墻,一片偏振片無法完成魔術(shù),故C、D錯誤。
探究點三　激光的特點及其應(yīng)用
導(dǎo)學(xué)探究激光作為一種人造光源在科研、通信、工業(yè)生產(chǎn)、軍事科技等領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用,如激光干涉儀、激光切割機(jī)、激光炮等。激光的應(yīng)用如此廣泛,激光到底具有哪些特性?
提示相干性強(qiáng)、平行度好、亮度高。
知識歸納1.激光的產(chǎn)生激光是原子受激輻射產(chǎn)生的光,發(fā)光的方向、頻率、振動方向均相同,兩列相同激光相遇可以發(fā)生干涉。2.激光的特點(1)激光是人工產(chǎn)生的相干光,其單色性好,相干性好。(2)激光的平行度好。從激光器發(fā)出的激光具有極好的平行性,幾乎是一束方向不變、發(fā)散角很小的平行光。(3)激光的亮度高。激光可以在很小的空間和很短的時間內(nèi)集中很大的能量。
3.激光的應(yīng)用光纖通信,激光測距,激光讀寫,激光加工,激光手術(shù)(亦稱光刀手術(shù)),激光武器,在可控聚變反應(yīng)中的應(yīng)用等。
應(yīng)用體驗【例3】 (多選)下列說法正確的是(　　 )A.如果地球表面沒有大氣層,太陽照亮地球的范圍要比有大氣層時略大些B.激光是一種人工產(chǎn)生的相干光,因此可對它進(jìn)行調(diào)制,用來傳遞信息C.從本質(zhì)上說激光是橫波D.激光測距雷達(dá)能根據(jù)多普勒效應(yīng)測出目標(biāo)的運(yùn)動速度,從而對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤
解析如果地球表面沒有大氣層,就是光的直射;若有大氣層,由于光的折射,導(dǎo)致照亮地球的范圍變大,故A錯誤。激光是一種人工產(chǎn)生的相干光,頻率單一,通常用作相干光對它進(jìn)行調(diào)制來傳遞信息,激光屬于電磁波,所以從本質(zhì)上說激光是橫波,故B、C正確。激光的頻率高,波長短,不容易發(fā)生衍射,所以激光雷達(dá)能根據(jù)多普勒效應(yīng)測出目標(biāo)的運(yùn)動速度,從而對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤,故D正確。
對點演練3下列關(guān)于儀器原理的說法正確的是(　　)A.甲圖中,雷達(dá)測速應(yīng)用了多普勒效應(yīng)B.乙圖中,激光切割金屬利用了激光相干性好的特點C.丙圖中,觀看立體電影時,需佩戴特制眼鏡利用了光的衍射現(xiàn)象D.丁圖中,纖維內(nèi)窺鏡利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行光線與圖像的傳導(dǎo)應(yīng)用了光的干涉現(xiàn)象
解析甲圖中,雷達(dá)測速利用了多普勒效應(yīng),故A正確;乙圖中,激光切割金屬利用了激光亮度高、能量大的特點,故B錯誤;丙圖中,觀看立體電影時,需佩戴特制眼鏡利用了光的偏振現(xiàn)象,故C錯誤;丁圖中,光導(dǎo)纖維傳遞信息利用了光的全反射現(xiàn)象,故D錯誤。
1.(光的偏振、衍射、干涉特點)(多選)(2023湖南益陽高二期末)下列關(guān)于光的有關(guān)說法正確的是(　　)A.光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波B.波長越短越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象C.光的干涉條紋等間距,光的衍射條紋不等間距D.光的干涉現(xiàn)象能夠說明光具有波動性,光的衍射現(xiàn)象不能說明光具有波動性
解析光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波,故A正確,波長越長越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,故B錯誤;光的干涉條紋等間距,光的衍射條紋不等間距,故C正確;光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象都能夠說明光具有波動性,故D錯誤。
2.(光的衍射)(2023河北唐山期末)抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲時可用激光監(jiān)控其粗細(xì)。如圖所示,觀察激光束經(jīng)過細(xì)絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)的變化。下列說法正確的是(　　)A.這里應(yīng)用的是光的色散現(xiàn)象B.這里應(yīng)用的是光的偏振現(xiàn)象C.如果屏上條紋變窄,表明抽制的絲變細(xì)D.如果屏上條紋變寬,表明抽制的絲變細(xì)
解析激光通過細(xì)絲后在光屏上形成明暗相間的條紋,應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象,A、B錯誤;如果屏上條紋變寬,則說明衍射現(xiàn)象更加明顯,可知金屬絲變細(xì),C錯誤,D正確。
3.(激光的特點及其應(yīng)用)(多選)關(guān)于激光的應(yīng)用,下列說法正確的是(　　)A.與常規(guī)通信相比,激光通信的特點是容量大、抗干擾能力強(qiáng)B.激光全息照相利用了激光的相干性C.醫(yī)學(xué)中用激光做“光刀”來切除腫瘤是應(yīng)用了激光能量高度集中的特點D.“激光測距雷達(dá)”利用激光測量很遠(yuǎn)目標(biāo)的距離是應(yīng)用了激光亮度高的特點

相關(guān)課件

相關(guān)課件更多

相關(guān)課件

相關(guān)課件 更多

相關(guān)課件更多