2015版高中物理(人教版选修3-4)教师用书：13.5 光的衍射 练习

一、单项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分)1.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是()。

A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C.在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象【解析】用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象,A错;用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射形成的色散现象,B错;在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象,C 错;光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,D对。

【答案】D2.光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程,太阳能热水器就是一种光热转换装置,它的主要转换器件是真空玻璃管,这些玻璃管将太阳能转换成水的内能。

如图所示,真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光,使尽可能多的太阳能转换成热能,这种镀膜技术的物理依据是()。

A.光的直线传播B.光的粒子性C.光的干涉D.光的衍射【解析】真空玻璃管上采用镀膜技术,利用的是从镀膜前后表面反射回来的光相互叠加,减弱反射光的强度,该技术对镀膜的厚度有要求,即镀膜厚度应为自然光中主要色光的半波长的奇数倍,故该技术运用了光的干涉原理。

【答案】C3.光的偏振现象说明光是横波,下列现象中不能．．反映光的偏振特性的是()。

A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰D.通过铅笔间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹【解析】自然光经过偏振片或经过界面反射和折射后(反射光线与折射光线夹角为90°)会形成偏振光。

经笔缝观察日光灯看到彩色条纹是光的衍射现象,D不正确。

人教版高中物理选修3-4同步练习：《光的衍射》（含答案）光的衍射同步练习一．选择题（每小题5分，共60分）1．对衍射现象的下述定性分析中，不正确的是（）A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生弯曲传播的现象B．衍射花纹图样是光波互相叠加的结果C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论2．下列现象哪些是光的衍射产生的（）A，著名的泊松亮斑B．阳光下茂密树阴中地面上的圆形亮斑C．光照到细金属丝后在其后面屏上的阴影中间出现亮线D．阳光经凸透镜后形成的亮斑3.在一次观察光衍射的实验中，观察到如图所示的清晰的明暗相间的图样，那么障碍物应是(黑线为暗纹)（）A．很小的不透明的圆板B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板C．很大的不透明的圆板D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板4.点光源照射到一个障碍物，在屏上所成的阴影的边缘部分模糊不清．产生的原因是（）A.光的反射B．光的折射C．光的干涉D．光的衍射5．关于衍射的下列说法中正确的是（）A．衍射现象中衍射花样的明暗条纹的出现是光干涉的结果B．双缝干涉中也存在着光的衍射现象C．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实D．一切波都可以产生衍射6.下列现象中能产生明显衍射现象的是（）A．光的波长比孔或障碍物的尺寸大B．光的波长与孔或障碍物的尺寸可相比C．光的波长等于孔或障碍物的尺寸D．光的波长比孔或障碍物的尺寸小得多7．一束平行单色光，通过双缝后，在屏上得到明暗相间的条纹，则（）A．相邻的明条纹或暗条纹的间距不等B.将双缝中某一缝挡住，则屏上一切条纹将消失，而出现一亮点C.将双缝中某一缝挡住，屏上出现间距不等的明、暗条纹D．将双缝中某一缝挡住，则屏上条纹与原来一样，只是亮度减半8．用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验，比较屏上的条纹，正确的是（）A.双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹B.单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹C.双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹D．单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹9.关于光的干涉和衍射现象，下面各种说法中正确的是（）A．光的干涉和衍射是相同的物理过程，只是干涉图样和衍射图样不同B．光的干涉只能用双缝，而光的衍射只能用单缝C．在双缝干涉过程中，也有衍射现象存在D．单缝衍射过程中也存在着干涉现象10.在用单色平行光照射单缝观察衍射现象的实验中，下列哪些说法是正确的（）A.缝越窄，衍射现象越显著B.缝越宽，衍射现象越显著C.照射光的波长越长，衍射现象越显著D.照射光的频率越高，衍射现象越显著11.下列关于光的干涉和衍射的叙述中正确的是（）A．光的干涉和衍射都遵循光波的叠加原理B．光的干涉说明光的波动性，光的衍射说明光不是沿直线传播C．光的干涉呈黑白间隔条纹，光的衍射呈彩色条纹D．光的干涉遵循光波叠加原理，光的衍射不遵循这一原理12.下列哪些现象是光的衍射产生的（）A．阳光下茂密的树荫下地面上的圆形亮斑Ｂ．泊松亮斑C．点光源照到不透明物体上，在物体背后的光屏上形成的阴影的边缘部分模糊不清D．透过树叶的缝隙观看太阳呈现产生的光环。

13.5 光的衍射现象三维教学目标1、知识与技能（1）认识光的衍射现象，使学生对光的波动性有进一步的了解；（2）了解光产生明显衍射的条件，及衍射图样与波长、缝宽的定性关系。

2、过程与方法（1）通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力；（2）通过观察实验培养学生观察、表述物理现象，概括规律特征的能力，学生亲自做实验培养学生动手的实践能力。

3、态度、情感、价值观（1）通过对“泊松亮斑”的讲述，使学生认识到任何理论都必须通过实践检验，实验是检验理论是否正确的标准。

教学重点：通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性；光的衍射现象与干涉现象根本上讲都是光波的相干叠加。

教学难点：正确认识光发生明显衍射的条件；培养学生动手实验能力，教育学生重视实验，重视实践。

教学过程：第五节光的衍射现象1、1、常见的衍射现象有那些？小孔衍射、小屏衍射、单缝衍射、边缘衍射。

例1：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.彩色的弧形条纹例2：在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时( )A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D.屏上无任何光亮2、为什么平时很难见到光的衍射现象？（发生衍射现象的条件）因为发生明显衍射现象的条件为：逢、孔、障碍物的尺度与波长接近时。

由于光的波长很短，所以生活中很难看到光的衍射现象。

例1：如图4-2所示，A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图案.其中图A是光的_____(填“平行”或“衍射”)图象，由此可判断出图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。

第十三章光13.5 光的衍射【教学目标】知识与技能（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）初步了解衍射光栅过程与方法通过观察实验培养学生的观察能力和解决实际问题的能力。

情感、态度与价值观通过讨论与交流，培养勇于表达的习惯和用科学语言严谨表达的能力．【教学重点】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。

【教学难点】衍射现象和干涉现象条纹的不同点和相同点【自主预习】（认真阅读教材P59-P62相关内容，独立完成下列问题）1．(1)一单色光照射到一条狭缝时，当狭缝较宽时，光沿___________传播，在光屏上形成一条宽度跟狭缝宽度___________的亮区；当狭缝较窄时，尽管亮区的___________有所减弱，但___________增大了，这表明光经过较窄的单缝时，并没有沿___________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，且缝的宽度越窄，在光屏上形成的亮区的范围越___________。

（2）明暗条纹产生的位置特点：来自前后两个面的反射光所经过的路程差不同，在某些位置，这两列波叠加后相互加强，出现了________，反之则出现暗条纹。

2．光产生明显衍射的条件是：障碍物或孔或狭缝的尺寸与光的波长______________，或比光的波长___________。

3.衍射光栅是由许多的狭缝地排列起来形成的光学元件，由衍射光栅得到的衍射图样与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度，亮度。

【典型例题】例题1．对于光的衍射的定性分析，下列说法中正确的是（）A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光的波长还要小的时候，才能明显地产生光的衍射现象B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象否定了光的直线传播的结论D．光的衍射现象说明了光具有波动性例题2.如图甲、乙分别是单色光通过同一窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样，则( )A．甲、乙均是干涉条纹B．甲、乙均是衍射条纹C．甲对应的光的波长较长甲乙D．乙对应的光的波长较长例题3．让烛光照射到一块遮光板上，板上有一个可自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢地由大到小直到闭合，试分析在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)例题4：关于光的干涉和衍射，下列说法正确的是( )A．形成原因完全相同B．水面上的油层在阳光照射下出现的彩色条纹是光的干涉现象C．泊松亮斑是光的衍射现象D．激光防伪标志看起来是彩色的，这是光的干涉现象【课后巩固】1．关于衍射，下列说法中正确的是( )A．干涉现象中条纹的出现是光波叠加后产生的结果B．双缝干涉中也存在衍射现象C．一切波都很容易发生明显的衍射现象D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实2．点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是( ) A．光的反射B．光强太小C．光的干涉D．光的衍射3．用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图样，它们的特点是( )A．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中央是亮的B．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中央是暗的C．中央均为亮点的同心圆条纹D．中央均为暗点的同心圆条纹4．抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图2所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同，则( )①这是利用光的干涉现象②这是利用光的衍射现象③如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了④如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了A．①③ B．②④C．①④D．②③5．关于光的干涉和衍射现象，下列说法正确的是( )A．光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理B．光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是黑白相间的C．光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象不能说明这一点D．光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果6．用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验，比较屏上的条纹，下列说法中正确的是( )A．双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹B．单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹C．双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹D．单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹7．如图3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8. 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9．用红光进行双缝干涉实验时(缝极窄)，如果用不透光的纸遮住一个缝，则屏上出现( )A．一片黑暗B．一片红光C．原干涉条纹形状不变，但亮度减弱D．红、黑相间的条纹10．对单缝衍射现象，以下说法正确的是( )A．缝的宽度d越小，衍射条纹越亮B．缝的宽度d越小，衍射现象越明显C．缝的宽度d越小，光的传播路线越接近直线D．入射光的波长越短，衍射现象越明显11．凡是波都具有衍射现象，而把光看做直线传播的条件是________________，要使光产生明显的衍射的条件是__________________．12.如图4所示是通过游标卡尺两测量脚间的狭缝观察白炽灯线光源时所拍下的四张照片．图4(1)试通过图样分析四张照片对应的两测量脚间的大小关系．(2)试说明照片丁中中央条纹的颜色及成因．例题1：ABD例题2：例题3 见解析解析当三角形孔较大时，屏上出现一个三角形光斑，如图甲所示，随着三角形缓慢地收缩，光斑逐渐变小；当三角形孔小到一定程度时，屏上会出现倒立的烛焰，如图乙所示；继续使三角形孔缓慢收缩，可以观察到小孔衍射图样；当孔闭合时，屏上就会一片黑暗．例题4：参考答案1．AB2．D3．C4．B5．D 6.AB7．B8．9．D10．B11、障碍物或孔的尺寸比光的波长大得多障碍物或孔的尺寸与光的波长相比相差不多或比光的波长小12. 见解析解析(1)从四张照片的单缝衍射图样可以看出，由图甲到图丁，衍射现象越来越明显，说明两测量脚间的狭缝越来越小，因此由图甲到图丁四张照片对应的两测量脚间的宽度越来越小．(2)图丁中中央条纹的颜色为白色，因为各种色光在屏中央均为亮条纹，七色光叠加后中央条纹仍为白色．。

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。

13.5 光的衍射1.学习目标：1）知识目标（1）认识光的衍射现象，对光的波动性有进一步的了解；（2）了解光产生明显衍射的条件，及衍射图样与波长、缝宽的定性关系。

2）能力目标（1）通过观察实验，培养对物理现象的观察、表述、概括能力；（2）通过观察实验培养观察、表述物理现象，概括规律特征的能力，培养动手实践能力。

2.学习重难点：正确认识光发生明显衍射的条件；通过众多的光的衍射实验事实和衍射图片来认识光的波动性。

3.学习过程1）自主学习：1.光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象叫。

2.产生明显衍射现象的条件是。

3.当光照到不透光的小圆板时，在阴影的中心会出现一个,称为；照射不透明光屏上开的足够小的圆孔时，在另一屏上会出现。

2）即时巩固：1、关于衍射的下列说法中正确的是（）A、衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果B、双红干涉中也存在衍射现象C、一切波都很容易发生明显的衍射现象D、影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实2、用一只灯泡照亮一个带有孔径可调的圆孔的遮光板，如果圆孔的直径由几厘米逐渐减小到零，则遮光板后面光屏上：先出现（），接着出现（），再出现（），最后是（）．3、用红光进行双缝干涉实验时，如果用不透光的纸遮住其中的一条缝，则屏上出现：（）A、无条纹，只是一片红光；B、既无条纹，也不是一片红光，而是光源的像C、原干涉条纹形状不变，只是亮度减弱D、仍然有明暗相间的条纹，但与原来的不一样4、用游标卡尺观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，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，衍射现象越来越明财C、衍射条纹的间距不变，只是亮度增强ZD、以上现象都不会发生5、关于光的干涉和衍射现象，下述说法正确的是：（）A、光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理；B、光的干涉条纹里彩色的，衍射条纹是黑白相间的；C、光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象说明光具有粒子性；D、光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果3）要点理解：学习活动一：观察光的单缝衍射现象问题1：平时我们很容易观察到声波的衍射现象，为什么？我们人耳能听到的声波的波长范围为1.7cm~17m，很容易绕过常见的障碍物而产生衍射现象。

(对应要点一)在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是( )图13－5－4A．a、c B．b、cC．a、d D．b、d解析：单缝衍射条纹的特点是中央亮条纹最宽、最亮，双缝干涉条纹是等间距的条纹，所以a是干涉条纹， b、d是单缝衍射条纹，c 是水波的衍射图样。

答案：D2．(对应要点一)用单色光分别通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图样，它们的特点是( )A．用前者做实验时中央是暗的，用后者做实验时中央是亮的B．用前者做实验时中央是亮的，用后者做实验时中央是暗的C．中央均为亮点的同心圆形条纹D．中央均为暗点的同心圆形条纹解析：小孔衍射和圆盘衍射，图样中央均为加强点，故中央均为亮点，周围为以亮点为圆心的圆形条纹，故C正确，A、B、D均错误。

答案：C3．(对应要点二)用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验，比较屏上的条纹，下列说法中正确的是( )A．双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹B．单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹C．双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹D．单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹解析：干涉条纹是等间距且亮度基本一致的，而衍射条纹间距不相等，且中央亮条纹最亮、最宽，两侧依次宽度减小，亮度降低，故A、D正确。

答案：AD4．(对应要点三)(20xx·江苏高考)如图13－5－5所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q 右侧。

旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是( )图13－5－5A．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变解析：因白炽灯发出的光为自然光，含各个方向的偏振光，且各个方向的偏振光的强度都相同，偏振片P和Q都只允许特定方向的偏振光通过，不管偏振片P旋转到任何位置都有光线通过，而且强度不变，所以A点的光的强度不变，当自然光通过偏振片P后变为偏振。

光的衍射同步练习一．选择题（每小题5分，共60分）1．对衍射现象的下述定性分析中，不正确的是（）A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生弯曲传播的现象B．衍射花纹图样是光波互相叠加的结果C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论2．下列现象哪些是光的衍射产生的（）A，著名的泊松亮斑B．阳光下茂密树阴中地面上的圆形亮斑C．光照到细金属丝后在其后面屏上的阴影中间出现亮线D．阳光经凸透镜后形成的亮斑3. 在一次观察光衍射的实验中，观察到如图所示的清晰的明暗相间的图样，那么障碍物应是(黑线为暗纹) （）A．很小的不透明的圆板B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板C．很大的不透明的圆板D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板4.点光源照射到一个障碍物，在屏上所成的阴影的边缘部分模糊不清．产生的原因是（）A.光的反射B．光的折射C．光的干涉D．光的衍射5．关于衍射的下列说法中正确的是（）A．衍射现象中衍射花样的明暗条纹的出现是光干涉的结果B．双缝干涉中也存在着光的衍射现象C．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实D．一切波都可以产生衍射6.下列现象中能产生明显衍射现象的是（）A．光的波长比孔或障碍物的尺寸大B．光的波长与孔或障碍物的尺寸可相比C．光的波长等于孔或障碍物的尺寸D．光的波长比孔或障碍物的尺寸小得多7．一束平行单色光，通过双缝后，在屏上得到明暗相间的条纹，则（）A．相邻的明条纹或暗条纹的间距不等B.将双缝中某一缝挡住，则屏上一切条纹将消失，而出现一亮点C.将双缝中某一缝挡住，屏上出现间距不等的明、暗条纹D．将双缝中某一缝挡住，则屏上条纹与原来一样，只是亮度减半8．用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验，比较屏上的条纹，正确的是（）A.双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹B.单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹C.双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹D．单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹9. 关于光的干涉和衍射现象，下面各种说法中正确的是（）A．光的干涉和衍射是相同的物理过程，只是干涉图样和衍射图样不同B．光的干涉只能用双缝，而光的衍射只能用单缝C．在双缝干涉过程中，也有衍射现象存在D．单缝衍射过程中也存在着干涉现象10. 在用单色平行光照射单缝观察衍射现象的实验中，下列哪些说法是正确的（）A.缝越窄，衍射现象越显著B.缝越宽，衍射现象越显著C.照射光的波长越长，衍射现象越显著D.照射光的频率越高，衍射现象越显著11.下列关于光的干涉和衍射的叙述中正确的是（）A．光的干涉和衍射都遵循光波的叠加原理B．光的干涉说明光的波动性，光的衍射说明光不是沿直线传播C．光的干涉呈黑白间隔条纹，光的衍射呈彩色条纹D．光的干涉遵循光波叠加原理，光的衍射不遵循这一原理12.下列哪些现象是光的衍射产生的（）A．阳光下茂密的树荫下地面上的圆形亮斑Ｂ．泊松亮斑C．点光源照到不透明物体上，在物体背后的光屏上形成的阴影的边缘部分模糊不清D．透过树叶的缝隙观看太阳呈现产生的光环二．填空题（每题5分、总分20分）13．将一个大的不透明障碍板中的正三角形孔从边长10cm逐渐减小到零，让阳光从孔中通过．在障碍板后面暗箱中的白屏上看到的现象是。

【金版教程】高中物理 13-5 光的衍射课时精练新人教版选修3-41. 下列说法正确的是( )A．光在任何情况下都能发生明显的衍射现象B．单缝的宽度越大，衍射现象越明显C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论E．阳光下茂密的树阴中地面上的圆形亮斑是泊松亮斑F．阳光经凸透镜后形成的亮斑是泊松亮斑解析：根据光产生明显衍射现象的条件可知，选项A错误；单缝的宽度越大，衍射现象越不明显，选项B错误；因衍射也是波特有的现象，所以光的衍射现象的发现为光的波动说提供了有力的证据，选项C正确；当障碍物较大时，光的衍射很弱，光几乎沿直线传播，即光的直线传播只是特殊情况下的近似，二者是统一的，选项D错误；阳光下茂密的树阴中地面上的圆形亮斑是小孔成像，故E错误；阳光经凸透镜后形成的亮斑是光的折射现象，故F 错误。

答案：C2. 对光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是( )A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比拟甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象B．衍射现象是光特有的现象，只有光才会发生衍射C．光的衍射现象否定了光的直线传播的结论D．光的衍射现象说明了光具有波动性解析：光的干涉现象和衍射现象无疑说明了光具有波动性，而小孔成像说明光沿直线传播，而要出现小孔成像，孔不能太小，光的直线传播规律只是近似的，只有在光波长比障碍物小的情况下，光才可以看作是直线传播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，它们是在不同条件下出现的两种现象，衍射现象是波特有的现象。

故上述选项中正确的是A、D。

答案：AD3. 点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是( )A．光的反射B．光强太小C．光的干涉D．光的衍射解析：这是光在刀片边缘处产生的衍射现象，在边缘呈现明暗相间的衍射图样，从而使其影像轮廓变得模糊不清。

答案：D4. 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解析：由单缝衍射实验的调整与观察可知，狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，条纹间距也越大，本题是将缝调宽，现象向相反的方向发展，故选项A正确，B、C、D错误。

1.已知空气中的声速为340 m/s。

现有几种声波:①周期为错误！未找到引用源。

s,②频率为104Hz,③波长为10 m,它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物,能产生显著的衍射现象的是()。

A.①和②B.②和③C.①和③D.都可以【解析】①②③三种声波的波长分别为λ1=340×错误！未找到引用源。

m=17 m,λ2=错误！未找到引用源。

m=0.034 m,λ3=10 m,根据发生明显衍射现象的条件可知,①③两声波的波长与障碍物的尺寸差不多,能产生明显的衍射现象,故C正确。

【答案】C2.两列波叠加时,关于介质中的任一质点的振动,下列说法正确的是()。

A.它的周期一定是两分振动周期之和B.它的频率一定是两分振动频率之和C.它的振幅一定是两分振动振幅之和D.它的位移一定是两分振动位移之和【解析】两列波叠加时,振动的周期和频率不一定等于两者之和。

例如,频率相同的两列波叠加,某点的振动频率可能等于每列波的频率,也可能不振动,A、B不对。

某点的振幅可能等于两列波的振幅之和,也可能等于两列波的振幅之差,但位移一定是两分振动的位移之和,D正确。

【答案】D3.一列水波通过某孔的实际情况如图甲所示,现把孔的尺寸变小,或者把水波的波长变大,对水波通过孔后的假想情况的四幅图(如图乙所示)中,其假想错误．．的图示有()。

【解析】由发生明显衍射现象的条件知,波长不变,孔变小时衍射现象变明显,故A正确,B错误;当孔不变、波长变大时衍射现象变明显,故C正确,D错误。

【答案】BD4.如图所示,水面上有A、B两个振动情况完全相同的振源,在AB连线的中垂线上有a、b、c三个质点,已知某时刻,a质点处是两列波的波峰的相遇点,c质点处是与a质点处波峰相邻的两列波的波谷的相遇点,b质点处为a、c两质点所在处的中点,则以下说法正确的是()。

A.a质点是振动加强点,c质点是振动减弱点B.a质点与c质点都是振动加强点,b质点是振动减弱点C.a质点与c质点此时刻是振动加强点,经过一段时间后变成振动减弱点,而b质点可能变成振动加强点D.a、b、c质点都是振动加强点【解析】在A、B的垂直平分线上的所有的点到A、B的路程差都等于0,因此都是振动加强点,故D选项正确。

第5节光的衍射A组：合格性水平训练1.(衍射现象)点光源照在一个剃须刀片上,在屏上形成了它的影子,其边缘较为模糊,原因是( )A．光的反射 B．光强太小C．光的干涉 D．光的衍射答案 D解析这是由于光在刀片边缘处产生衍射现象,在阴影边缘部分有光线到达,从而使其影子的边缘轮廓变得模糊不清,D正确。

2．(衍射图样的特点)如图所示是通过用两个刀片组成的宽度可以调节的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个图象。

当狭缝宽度从1.8 mm逐渐变小时,所看到的四个图象的顺序是( )A．abcd B．dcba C．bacd D．badc答案 A解析当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相近甚至比波长更小时即能发生明显的衍射现象。

显然狭缝宽度1.8 mm远大于光的波长,故不能发生明显的衍射现象,根据光的直线传播原理,此时我们看到的应该是条纹状的光斑,即图象a,随狭缝的宽度的减小,光斑的宽度逐渐减小,在发生明显衍射前看到图象b；当发生明显衍射时,随狭缝的宽度逐渐变小,衍射条纹的宽度逐渐变大,而条纹宽度较小的是c,条纹宽度较大的是d,所以先观察到c,再观察到d。

综上所述,当狭缝宽度从0.8 mm逐渐变小时,我们依次看到的四个图象的顺序是abcd,A正确。

3．(衍射图样的特点)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答案 A解析由单缝衍射实验的调整与观察可知,狭缝宽度越大,衍射现象越不明显,衍射条纹越窄,条纹间距也越小,A正确,B、C、D错误。

4．(圆孔衍射与圆盘衍射的区别)用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时,在光屏上得到衍射图样,它们的特点是( )A．用小圆盘时中央是暗的,用小孔时中央是亮的B．用小圆盘时中央是亮的,用小孔时中央是暗的C．中央均为亮点的同心圆条纹D．中央均为暗点的同心圆条纹答案 C解析小孔或小圆盘的衍射图样,都是一系列明暗相间的圆形衍射条纹,这些条纹是一系列同心圆,且中央均为亮点,故C正确。

13.5光的衍射【学习目标】1．了解光的衍射现象及观察方法．2．理解光产生衍射的条件．3．知道几种不同衍射现象的图样．知识回顾：1. 为什么我们朝着一个方向说话在其他方向也能听见声音？ 答：因为声波在传播过程中发生了衍射2. 为什么我们用手电筒朝着一个方向照射，在它的周围也会感觉很亮？ 答：因为光发生了衍射3. 什么能够发色个衍射？答：波知识点一、光的衍射三种衍射现象和图样特征：(1) 单缝衍射：①单缝衍射现象：如图所示，点光源S 发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较宽，则光沿着直线传播，传播到光屏上的AB 区域；若缝足够窄，则光的传播不再沿直线传播，而是传到几何阴影区，在AA BB ''、区还出现亮暗相间的条纹，即发生衍射现象．要点诠释：衍射是波特有的一种现象，只是有的明显，有的不明显而已．②图样特征．单缝衍射条纹分布是不均匀的，中央亮条纹与邻边的亮条纹相比有明显的不同：用单色光照射单缝时，光屏上出现亮、暗相间的衍射条纹，中央条纹宽度大，亮度也大，如图所示，与干涉条纹有区别．用白光照射单缝时，中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，最远离中央的是红光．(2)圆孔衍射：①圆孔衍射的现象．如图甲所示，当挡板AB上的圆孔较大时，光屏上出现图乙中所示的情形，无衍射现象发生；当挡板AB上的圆孔很小时，光屏上出现图丙中所示的衍射图样，出现亮、暗相间的圆环．②图样特征．衍射图样中，中央亮圆的亮度大，外面是亮、暗相间的圆环，但外围亮环的亮度小，用不同的光照射时所得图样也有所不同，如果用单色光照射时，中央为亮圆，外面是亮度越来越暗的亮环．如果用白光照射时，中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．(3)圆板衍射．在1818年，法国物理学家菲涅耳提出波动理论时，著名的数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出圆板后面的中央应出现一个亮斑，这看起来是一个荒谬的结论，于是在同年，泊松在巴黎科学院宣称他推翻了菲涅耳的波动理论，并把这一结果当作菲涅耳的谬误提了出来但有人做了相应的实验，发现在圆板阴影的中央确实出现了一个亮斑，这充分证明了菲涅耳理论的正确性，后人把这个亮斑就叫泊松亮斑．小圆板衍射图样的中央有个亮斑——泊松亮斑，图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小．衍射光栅：(1)构成：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．(2)特点：它产生的条纹分辨程度高，便于测量．(3)种类：⎧⎨⎩透射光栅反射光栅衍射现象与干涉现象的比较种类项目单缝衍射双缝干涉不同点产生条件只要狭缝足够小，任何光都能发生频率相同的两列光波相遇叠加条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮，两边变暗清晰条纹，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹三种衍射图样的比较：如图所示是光经狭缝、小孔、小圆屏产生的衍射图样的照片．由图可见：(1)光经不同形状的障碍物产生的衍射图样的形状是不同的．(2)衍射条纹的间距不等．(3)仔细比较乙图和丙图可以发现小孔衍射图样和小圆屏衍射图样的区别：①小圆屏衍射图样的中央有个亮斑——著名的“泊松亮斑”；②小圆屏衍射图样中亮环或暗环间距随着半径的增大而减小，而圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大；③乙图背景是黑暗的，丙图背景是明亮的．例题1.关于光的衍射现象，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，不存在光的衍射现象【思路点拨】根据光波发生明显衍射的条件进行判断。

1.下列关于光导纤维及原理的说法中,正确的是()。

A.光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点B.光纤通信、数码相机及医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理C.实用光导纤维是由内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的小D.当今社会,在信号的传输领域中,光纤电缆(“光缆”)几乎取代了传统的铜质“电缆”,成为传播信息的主要工具,是互联网的骨架,并已连接到普通社区【解析】数码相机利用了光电传感器,B错;光导纤维内芯的折射率比外套的大,C错。

【答案】AD2.自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理。

虽然它本身不发光,但在夜间骑行时,从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后,会有较强的光被反射回去,使汽车司机注意到前面有自行车。

尾灯的原理示意图如图所示,下面说法中正确的是()。

A.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射B.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射C.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射D.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的右表面发生全反射【解析】利用全反射棱镜使入射光线偏折180°可知,光线应该从右边入射,在两个直角边上连续发生两次全反射。

所以选C。

甲【答案】C3.空气中两条光线a和b从图甲所示的方框左侧入射,又从方框的上方射出,框外的光线如图甲所示,方框内放置了一个折射率n= 1.44 的等腰直角玻璃三棱镜。

图乙给出了等腰直角三棱镜的四种放置方式,其中放置正确的是()。

【解析】等腰直角三棱镜是全反射棱镜,由于光的传播方向改变了90°,可以断定光是垂直其直角边入射的,光路图如图丙所示。

故选项D正确。

【答案】D4.如图所示,已知介质Ⅰ为空气,介质Ⅱ的折射率为错误！未找到引用源。

,则下列说法中正确的是() 。

A.光线a、b都不能发生全反射B.光线a、b都能发生全反射C.光线a发生全反射,光线b不发生全反射D.光线a不发生全反射,光线b发生全反射【解析】根据发生全反射的条件,光从光密介质射到光疏介质中时,介质Ⅱ对空气Ⅰ来说是光密介质,所以光线从介质Ⅱ射入介质Ⅰ可能发生全反射,临界角sin C=错误！未找到引用源。

光的衍射新课标要求（一）知识与技能1．通过实验观察，让学生认识光的衍射现象，知道发生明显的光的衍射现象的条件，从而对光的波动性有进一步的认识。

2．通过学习知道“光沿直线传播”是一种近似规律。

（二）过程与方法1.通过讨论和对单缝衍射装置的观察，理解衍射条件的设计思想。

2.在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上，培养学生比较推理能力和抽象思维能力。

（三）情感、态度与价值观通过“泊松亮斑”等科学小故事的学习，培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究品德。

教学重点单缝衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件。

教学难点衍射条纹成因的初步说明。

教学方法1．通过机械波衍射现象类比推理，提出光的衍射实验观察设想。

2．通过观察分析实验，归纳出产生明显衍射现象的条件以及衍射是光的波动性的表现。

3．通过对比认识衍射条纹的特点及变化，加深对衍射图象的了解。

教学用具：JGQ型氦氖激光器25台，衍射单缝（可调缝宽度），光屏、光栅衍射小圆孔板，两支铅笔（学生自备），日光灯（教室内一般都有），直径5 mm的自行车轴承用小钢珠，被磁化的钢针（吸小钢珠用），投影仪（本节课在光学实验室进行）教学过程（一）引入新课复习水波的衍射［投影水波衍射图片（如图1、图2所示）］图1图2师：请大家看这几幅图片，回忆一下相关内容，回答下面两个问题：1.什么是波的衍射？2.图2中哪一幅衍射现象最明显？说明原因。

生1：（议论后，一人发言）波能绕过障碍物的现象叫波的衍射.图2中丙图衍射最明显，因为这里的孔宽度最小。

师：前一个问题回答得很好，后一个问题有没有同学还有其他看法？生2：我认为丙图中孔的尺寸虽然是最小，但不一定就是发生明显衍射现象的原因，我们应该用它跟波长比。

师：很好，大家一起来说说发生明显衍射现象的条件是什么？学生一起总结：障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。

师：光也是一种波，也能够发生衍射。

这节课我们来认识光的衍射。