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课时13.5光的衍射1.观察光的衍射现象,知道什么是光的衍射及产生明显衍射现象的条件。
2.能用衍射知识对生活中的现象进行分析和解释。
3.初步了解衍射光栅。
重点难点:衍射实验现象的观察以及产生明显衍射现象的条件和衍射条纹与干涉条纹的区别。
教学建议:光的衍射进一步证明了光具有波动性。
教学中,要让学生思考一般情况下不容易观察到光的衍射现象的原因,而后再观察衍射实验,来说明衍射现象以及发生衍射现象的条件。
教学过程中,可以通过复习机械波衍射的知识,来加深对光的衍射的理解。
还可以借助多媒体技术把衍射现象展示给学生,引发学生的兴趣和思考。
导入新课:蜡烛照到可调节孔大小的挡板上,当孔较大时光沿直线传播,在光屏上形成类似孔的亮斑;当孔变得较小时,则屏上形成烛焰的像;当孔再变小时,在屏上形成比孔大许多的模糊区域,这是为什么呢?你能解释吗?1.光的衍射(1)衍射现象:用单色平行光照射狭缝,当缝比较宽时,光沿着①直线通过狭缝,在狭缝后光屏上产生一条与缝宽②相当的亮条纹;当将缝调到很窄时,尽管亮条纹的③亮度有所降低,但是④宽度反而增大了,这表明光经过较窄的单缝时,并没有沿⑤直线传播,而是绕过了单缝的边缘传播到了更宽的空间,这就是光的衍射现象。
(2)常见的几种衍射:⑥单缝衍射、⑦圆孔衍射和泊松亮斑(圆屏衍射)。
(3)产生明显衍射的条件:障碍物、孔或狭缝的尺寸与光的波长⑧差不多,或比光的波长⑨小。
2.衍射光栅(1)定义:由许多⑩等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件叫衍射光栅。
(2)原理:增加狭缝的个数,衍射条纹的宽度将变窄,亮度将增加。
(3)分类:衍射光栅通常分为透射光栅和反射光栅两种。
1.光的衍射是不是说明光不能沿直线传播?解答:光的衍射与直线传播是在不同条件下的表现,都是正确的。
2.光的衍射能证明光的哪种学说是正确的?解答:波动说。
3.衍射现象中,如果增加狭缝的个数有什么现象?解答:衍射条纹的宽度将变窄,亮度将增加。
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作【知识概要】光的衍射现象：（1）定义：光偏离直线传播绕过障碍物进入阴影区域里的现象。
（2）产生明显衍射的条件：障碍物或孔（缝）的尺寸_____________或____________________。
（3）单色光单缝衍射图象特点：中央条纹最宽最亮，两侧为不等间隔的明暗相间的条纹。
应用：用衍射光栅测定光波波长。
【课堂例题】【例1】（）在双缝干涉实验中，如果将双缝中的一条挡住，其它都不改变，那么在光屏上观察到的现象将是：A.仍然是均匀分布的明暗相间的条纹，只是亮纹的亮度变暗了B.仍然是均匀分布的明暗相间的条纹，只是由于挡住一条缝，所以光屏上只有一半区域内有干涉条纹，另一半区域内将没有干涉条纹C.仍然有明暗相间的条纹，只是条纹的宽窄和亮度分布不再是均匀的了D.由于只有单缝，不能形成相干光源，所以不会发生光的干涉现象，光屏上将没有任何条纹出现【例2】（）（如图所示）.单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，则可观察到的图象是：【例3】（）在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，那么障碍物是下列给出的：A ．很小的不透明圆板B ．很大的中间有大圆孔的不透明挡板C ．很大的不透明圆板D ．很大的中间有小圆孔的不透明挡板【例4】在如图中所示,A 、B 两幅图是由单色光分别入射到圆孔而成成的的图像，其中图A 是光的 （填干涉或衍射）图像，由此可以判断出图A 所对应的圆孔的孔径 （填大于或小于）图B 所对应的圆孔的孔径。
【巩固训练】 （ ）1. 下列说法正确的是：A ．当光的波长比圆孔的直径大时，可以产生明显的衍射现象B ．衍射现象的研究表明“光沿直线传播”只是一种近似规律C ．用平行的单色光垂直照射不透明的小圆板，在圆板的后面发现圆板阴影中心处有一亮斑，这是光的干涉现象D ．用平行的单色光垂直照射一个刀片，发现屏上刀片的阴影的边缘模糊不清，这是光的衍射现象（ ）2. 在观察光的衍射现象的实验中,通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝),可以看到：A ．黑白相间的直条纹 B.黑白相间的弧形条纹C.彩色的直条纹D.彩色的弧形条纹。
5 光的衍射 - 人教版选修3-4教案一、教学目标1.理解光的衍射现象。
2.掌握计算单缝衍射、双缝衍射的衍射角的公式。
3.能够应用所学知识解释实际问题。
二、教学重点1.光的衍射的概念和特点。
2.单缝衍射和双缝衍射的计算。
三、教学难点1.双缝衍射的计算方法。
2.如何将所学知识应用到实际问题中。
四、教学方法1.讲授法：通过示例和公式等方式讲解单缝衍射和双缝衍射的计算方法。
2.实验法：通过实验中观察光的衍射现象，加深学生的理解。
五、教学内容与步骤1. 光的衍射（1）概念和特点光的衍射是指光线通过物体边缘或孔隙时，发生弯曲或偏离原来直线传播方向的现象。
光的衍射具有以下特点：•衍射现象只发生在波动光中，对于粒子性质的光没有衍射现象。
•衍射现象可以通过造成光束的交叉或干涉效应来解释。
•光的波长越小，衍射现象越明显。
•孔的直径或间隔越小，衍射现象越明显。
（2）实验展示可以通过实验观察光的衍射现象，例如将激光穿过狭缝，可以看到光的衍射现象。
2. 单缝衍射（1）计算公式单缝衍射的衍射角可用以下公式计算：$$\\theta = \\frac{\\lambda}{d}$$其中$$\\theta$$为衍射角，$$\\lambda$$为光的波长，d为单缝宽度。
（2）实验展示可以通过实验使用单缝装置观察单缝衍射现象。
3. 双缝衍射（1）计算公式双缝衍射的衍射角可用以下公式计算：$$\\theta = \\frac{\\lambda}{d} \\times \\frac{L}{D} $$其中$$\\theta$$为衍射角，$$\\lambda$$为光的波长，d为双缝间距，L为距双缝屏幕的距离，D为双缝到光源的距离。
（2）实验展示可以通过实验使用双缝装置观察双缝衍射现象。
六、作业1.计算单缝衍射和双缝衍射的衍射角，并画出示意图。
2.讲述光的衍射现象在日常生活中的应用。
七、教学评估通过学生的作业、课堂表现等方式进行评估，着重考察学生是否掌握了计算衍射角的方法和将所学知识应用到实际问题的能力。
光的衍射-人教版选修3-4教案1. 前言本篇文档将介绍人教版选修3-4中的“光的衍射”教学内容，包括教学目标、教学难点、教学重点、教学方法、教学资源和教学过程等方面的详细内容。
2. 教学目标2.1 知识目标•理解光的波动性与粒子性，能够用波动模型解释光的衍射现象；•掌握单缝衍射、双缝干涉实验的原理和计算方法；•了解其他光学器件（如衍射光栅）的原理和应用。
2.2 能力目标•能够通过实验和计算，确定光的波长、光强、光源大小等参数；•能够用学过的知识解决相应的综合问题。
2.3 情感目标•养成科学探究的习惯，增强探究光的基本性质、现象与规律的兴趣；•发扬科学精神，认真学习、实验、探究、思考，在学习过程中培养自主学习的能力和合作学习的意识。
3. 教学难点•光的波动性与粒子性的统一理解；•单缝衍射、双缝干涉实验的原理和计算方法；•其他光学器件（如衍射光栅）的原理和应用。
4. 教学重点•光的波动性与粒子性；•单缝衍射、双缝干涉实验的原理和应用。
5. 教学方法本节课采用以下教学方法：•讲授：通过讲解，让学生理解光的波动性与粒子性的基本概念和衍射现象的基本原理；•实验：进行单缝衍射、双缝干涉等实验，让学生切身体验和认识相关光学现象，并在实验中培养观察、记录、分析和解决问题的能力；•讨论：通过组织讨论，让学生深入理解光学原理和应用，并发挥学生自主思考和合作学习的能力。
6. 教学资源•黑板、粉笔、教具（单缝、双缝、衍射光栅等）、实验器材（光源、暗盒、屏等）。
7. 教学过程7.1 导入介绍光的波动性和粒子性的基本概念，引出本节课的主题——光的衍射。
7.2 讲解通过示意图和公式等方式，讲解单缝衍射、双缝干涉等光学现象的原理和计算方法，并介绍其他光学器件（如衍射光栅）的原理和应用。
7.3 实验让学生进行单缝衍射、双缝干涉实验，并要求记录实验数据和相关观察结论。
老师及时纠正实验中存在的问题，引导学生分析问题原因和解决问题方法。
光的衍射教学目的：1、通过对肥皂液薄膜干涉的分析和实验使学生理解薄膜干涉的原理。
并对光的干涉现象加深认识。
2、通过举例使学生了解薄膜干涉在科学技术中的一些应用3、从光的衍射实验中使学生对光的波动性有进一步的认识和理解。
重点内容：1、薄膜干涉的原理及实验2、光的衍射条件3、光的衍射图样教学过程：一、复习用某种单色光做双缝干涉实验，若两狭缝间相距0.1毫米，缝与光屏的距离是2米，已知屏上相邻两条暗纹之间的距离是1.3厘米，求这种色光的频率？(4.62×1014赫兹)二、讲授新课引言：前节我们学习了光的干涉现象，在实验中由双缝发出的光波是同一光源产生的，因此它们是相干光波，从而得到了干涉现象。
本节我们还要介绍薄膜产生相干光波而发生干涉的情况-----薄膜干涉。
1、薄膜干涉（1）肥皂液薄膜干涉实验①介绍实验做法。
强调肥皂薄膜必须竖直立放，并把液膜当成镜面从前面看火焰的反射后的虚像。
②由学生两人一组做实验，注意观察火焰反射虚像中近似水平的明暗相间的条纹。
（2）分析明暗相间条纹的来源。
……虚线代表前表面反射——实线代表后表面反射介绍竖直放置的肥皂液薄膜由于重力作用而形成楔形薄膜。
强调指出图中所画的波都是反射波，是从楔形薄膜前表面和后表面分别反射的两列波叠加，这两列波是同一光源发出的，所以是相干波，由于同一水平线上的薄膜厚度近似相同，所以干涉后能产生水平的明暗条纹。
（3）若用白光照射，则在薄膜某一厚度的地方某一波长的光反射后增强，而另一些波长的光反射后弱，这样薄膜的像上就出现彩色条纹。
在水面的油膜上常常看到彩色花纹就是由于油膜的各部分的厚度不均匀，从油膜的上表面和下表面分别反射的光发生干涉而形成的。
2、光的干涉在技术上的应用。
（1）介绍干涉法检查镜面（2）介绍牛顿环构造（3）讲解镜片增透膜。
3、光的衍射。
引言：光的干涉现象证明了光具有波动性，为了进一步了解光的波动特性，我们下面将介绍光的衍射现象。
（1）、提问：什么是波的衍射？产生明显的波的衍射要具备什么样的条件？（障碍物或小孔的尺寸跟波长相差不多）怎样才能观察光的衍射现象？（必须使点光源（或线光源）发出的光通过非常小的孔（或是非常窄的狭缝））（2）、光的衍射实验------单缝衍射。
光的衍射光的偏振一、光和衍射┄┄┄┄┄┄┄┄①1．光的衍射现象(1)概念：光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光没有沿直线传播，而是绕过缝或孔的边缘传播到相当宽的地方的现象。
(2)典型衍射及现象①单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹，中央条纹最宽最亮，其余条纹变窄变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白条纹；②圆孔衍射：光通过小孔(孔很小)时在屏幕上会出现明暗相间的圆环；③泊松亮斑：各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓模糊不清。
若在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影的中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑。
2．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，甚至比光的波长还要小的时候，就会出现明显的衍射现象。
3．光的衍射现象和光的直线传播的关系光的直线传播只是一个近似的规律，当光的波长比障碍物或小孔小得多时，光可以看成沿直线传播；在孔或障碍物尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还要小时，衍射现象就十分明显。
4．衍射光栅(1)衍射光栅的结构：由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学仪器。
(2)衍射图样的特点：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加。
(3)衍射光栅的种类：反射光栅、透射光栅。
[说明](1)对于单缝衍射：缝越窄，中央亮条纹越宽，条纹间距越大，衍射现象越明显。
(2)衍射是波特有的一种现象。
①[判一判]1．白光通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光，是光的衍射现象(×)2．菜汤上的油花呈现彩色，是光的折射现象(×)3．隔着帐幔看远处的灯，看到灯周围辐射彩色的光芒，是光的干涉现象(×)4．衍射光栅的图样与单缝衍射相比，衍射条纹的亮度增加，宽度变宽(×)二、光的偏振┄┄┄┄┄┄┄┄②1．偏振现象(1)自然光：由太阳、电灯等普通光源发出的光，它包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同。
光的衍射课程目标引航1．观察光的衍射现象，知道什么是光的衍射及产生明显衍射现象的条件。
能用衍射知识对生活中的现象进行解释和分析。
2．初步了解衍射光栅。
情景思考导入著名数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出：把一个不透光的小圆盘放在一束光下，在小圆盘后方的光屏上，圆盘阴影中心会出现一个亮斑。
后人称此亮斑为“泊松亮斑”。
泊松指望这一推论能推翻光的波动学说，因此他要求菲涅耳做实验。
菲涅耳接受挑战，你知道菲涅耳成功了吗？这一实验的成功说明了什么问题？由于衍射，圆板的阴影的中心出现了亮斑提示：他完成了实验，证实了这一亮斑的存在。
这一实验说明了光发生了衍射，照到了泊松认为不该照到的地方。
证实了光的波动理论的正确性。
基础知识梳理1．光的衍射现象光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将____直线传播的途径而绕到障碍物后面传播的现象。
2．常见的光的衍射现象(1)单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现____相间的条纹，中央为亮条纹，中央条纹最宽最亮，其余条纹变窄变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现____条纹，中央为白色条纹。
思考：你知道衍射图样与干涉图样的区别吗？(2)圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏上会出现____相间的圆环。
(3)泊松亮斑——障碍物的衍射现象各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，使影的轮廓模糊不清。
若在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个____，这就是著名的泊松亮斑。
思考：用单色光照射小孔，随着圆孔的逐渐减小，屏上先后有何变化？3．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____，甚至比光的波长还要____的时候，就会出现明显的衍射现象。
4．光的衍射现象和光的直线传播的关系光的直线传播只是一种特殊情况，当光的波长比______或____小得多时，光可以看成沿直线传播；在孔或障碍物尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还要小时，衍射现象就十分明显。
5．衍射光栅由许多等宽的狭缝______地排列起来形成的光学元件。
