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第2节 光的衍射课堂互动三点剖析一、光的衍射现象衍射现象：光绕过障碍物或通过小孔进入几何阴影区的现象.发生明显的衍射现象的条件：障碍物或小孔的尺寸与波长相比差不多或比光波的波长小.说明：光的干涉现象表明光是一种波,由于衍射是波的特点,则光能够发生衍射,因此光能够绕过障碍物或通过小孔进入几何阴影区而传播,即发生衍射现象.但由于可见光的波长较短,由发生明显的衍射现象的条件可知,光的衍射现象不易观察.【例1】 对于单缝衍射现象,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 解析：产生明显的衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸跟波长差不多,或者比波长小,由于光波波长都很短,所以在单缝衍射现象中,缝的宽度d 越小,衍射现象越明显.所以B 是正确的.缝的宽度d 越小,透过缝的光的能量越小,亮度也越小,即A 错误.缝的宽度d 越小,越容易发生衍射,即容易偏离直线路径绕到障碍物阴影中去，故C 错.在缝的宽度d 不变的情况下,入射光波长越短,越不容易发生明显的衍射现象,故D 错误,所以选B.答案：B二、光的干涉与衍射的比较双缝干涉和单缝衍射都是波叠加的结果，只是干涉条纹是有限的几束光的叠加，而衍射条纹可认为是极多且复杂的相干光的叠加.单缝衍射时，照射光的波长越长，中央亮纹越宽，衍射和干涉都能使白光分色，且中央白光的边缘均呈红色.干涉和衍射的图样有相似之处，都是明暗相间的条纹.只是干涉条纹中各条纹宽度和亮度基本相同，衍射条纹中各条纹宽度和亮度均不等，中央亮纹最宽、最亮.【例2】 关于光的干涉、衍射及其应用，下列说法中正确的是（ ）A.在光的干涉和衍射现象中，都出现亮暗相间的条纹或彩色条纹，因此干涉现象和衍射现象是相同的B.水面上的油层在阳光的照射下出现彩色条纹是干涉现象，泊松亮斑是衍射现象C.增透膜增加透射光，减少反射光是利用了光的干涉D.激光防伪商标，看起来是彩色的，这是光的干涉现象解析：光的干涉和衍射虽然有很多共性，但属于不同的光现象，A 错误.油膜的彩色条纹是薄膜干涉产生的，泊松亮班是很小的圆斑，是光衍射产生的，B 正确.增透膜的作用是增加透射光的强度，减小反射光的损失，厚度应等于光波在膜中波长的41，其原理利用了光的干涉，C 正确.激光防伪商标的彩色条纹是薄膜干涉引起的，D 正确.答案：BCD各个击破类题演练1下列哪些属于光的衍射现象（ )A.雨后美丽的彩虹B.对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹C.阳光下肥皂膜上的彩色条纹D.光通过三棱境产生的彩色条纹解析：雨后的彩虹和光通过三棱镜产生的彩色条纹都是光的折射现象,阳光下肥皂膜上的彩色条纹是光的薄膜干涉现象,对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹是单缝衍射现象.故本题正确选项为B 项.答案：B变式提升1某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结出以下几点，你认为正确的是（ ）A.若狭缝与灯泡平行，衍射条纹与狭缝平行B.若狭缝与灯泡垂直，衍射条纹与狭缝垂直C.衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关D.衍射条纹的间距与光的波长有关解析：若狭缝与线状灯平行，衍射条纹与狭缝平行且现象明显，故A 项对.若狭缝与线状灯垂直，衍射现象不明显，故B 项错.狭缝越窄，条纹越疏，故C 项对.波长越长，条纹间距越大，故D 项对.答案：ACD类题演练2下列说法中正确的是（ ）A.光的干涉和衍射现象说明光具有波动性B.光的频率越大，波长越长C.光的波长越长，光子的能量越大D.光在真空中的传播速度为3.00×108 m/s解析：干涉和衍射现象是波特有的现象.光既然也会发生干涉和衍射，则可推断光具有波动性，故A 正确.光波的波长λ决定于频率f 和波速v ，即λ=fv ，故B 错.光子的能量决定于频率，并不取决于波长，故C 错.由实验可知光在真空中的传播速度为3.00×108 m/s ，故选项A 、D 正确.答案：AD变式提升2如图5-2-1所示,甲、乙为单色光通过窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样（图中阴影部分表示亮条纹）,下列判断正确的是( )图5-2-1A.甲为单缝衍射的图样B.乙为双缝干涉的图样C.甲为双缝干涉的图样D.乙为单缝衍射的图样解析：干涉条纹为等间距的，衍射条纹为非等间距的，中央宽两边窄.答案：AB。
第2节光衍射思维激活1.动手做一做,然后想一想.用两支铅笔夹成一条狭缝,将眼睛紧贴着狭缝且让狭缝与日光灯管或其他线状光源平行,你会观察到怎样现象试解释这个现象.提示:可以看到彩色直条纹,这是光单缝衍射现象,日光灯发出白光经狭缝发生明显衍射.2.蜡烛照射到孔可调节大小挡板上,当孔较大时光沿直线传播,在光屏上形成形状类似孔亮斑,当孔变得较小时,那么在屏上形成烛焰像;当孔再变小时,在屏上形成比孔大许多模糊区域,这是为什么呢提示:随着孔缩小,光分别呈现出在不同条件下传播特点:直线传播、小孔成像、发生衍射.请自己动手实验一下,在不透明纸板上分别用刀刻出大小不同圆孔,观察一下屏上呈现明显不同现象时所用圆孔尺寸是多大.自主整理一、衍射现象1.在光衍射实验中,光没有__________,它绕过了__________,传播到了相当宽地方,这就是光衍射现象.狭缝越窄,衍射后在屏上产生中央亮条纹越__________.2.在光传播过程中,当孔、缝或障碍物尺寸比光波长__________情况下,衍射现象不明显,也可以认为光是沿直线传播.但是,在障碍物尺寸可以跟__________相比,甚至比__________还小时候,衍射现象十清楚显,这时就不能说光沿直线传播了.二、衍射对分辨本领影响微镜、望远镜等光学仪器上用透镜相当于一个__________.仪器分辨本领,就是这个仪器能够把______________________________别离开来能力.透镜直径越小,产生衍射现象越__________,分辨本领越__________.三、衍射光栅1.衍射光栅种类繁多,最常见是__________与__________.__________是____________________,这样,我们就可以在几乎黑暗背景上看到一系列__________明条纹.这是光栅衍射特点.高手笔记光是一种波,光发生衍射无条件,但光发生明显衍射条件是障碍物或孔尺寸接近光波长,甚至比光波长还要小.光栅衍射实际上是多缝衍射,是由多个单缝衍射互相重叠衍射把戏,光栅衍射图样是单缝衍射与多缝干预共同结果.(1)双缝干预与单缝衍射都是波叠加结果,只是干预条纹是有限几束光叠加,而衍射条纹可认为是极多且复杂相干光叠加.(2)单缝衍射时,照射光波长越长,中央亮纹越宽,衍射与干预都能使白光分色,且中央白光边缘均呈红色.(3)干预与衍射图样有相似之处,都是亮暗相间条纹.只是干预条纹中各条纹宽度与亮纹亮度根本一样,衍射条纹中各条纹宽度与宽纹亮度均不等,中央亮纹最宽最亮.小结:干预与衍射关系联系:都是光束叠加形成,都说明光具有波动性名师解惑1.你是怎样理解“光是沿直线传播〞剖析:光直线传播是一种近似规律,具体从以下两个方面去理解: (1)多数情况下,光照到较大障碍物或小孔上时是沿直线传播,在它们后面留下阴影或光斑.如果障碍物、缝或小孔都小到与照射光波长差不多(或更小),光就表现出明显衍射现象,在它们后面形成泊松亮斑、明暗相间条纹或圆环.(2)光是一种波,衍射是它根本传播方式,但在一般情况下,由于障碍物都比拟大(比起光波长来说),衍射现象很不明显.光传播可近似地看作是沿直线传播.所以,光直线传播只是近似规律.2.在发生明显衍射现象条件中,障碍物或小孔尺寸与光波长相等时现象明显还是比波长小时明显剖析:对于这个问题,同学们往往会认为障碍物或孔尺寸与光波长相等时现象明显,这是错误,因为衍射现象本身是光绕过障碍物现象,显然是障碍物比光波长小现象会更明显.孔或缝也同样如此.单缝衍射实验也能证明这一点.讲练互动【例题1】对于光衍射现象定性分析,以下说法正确是〔〕A.只有障碍物或孔尺寸可以跟光波波长相比甚至比波长还要小时候,才能产生明显衍射现象解析：光干预现象与衍射现象无疑地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,光直线传播规律只是近似,只有在光波长比障碍物小情况下,光才可以看作是直进,所以光衍射现象与直线传播是不矛盾,它们是在不同条件下出现两种现象,故上述选项中正确是A、B、D.答案：ABD绿色通道全面认识、理解光衍射现象产生机理是解决该类问题关键.变式训练1.沙尘暴是由于土地沙化引起一种恶劣气象现象,发生沙尘暴时能见度只有几十米,天气变黄发暗,这是由于这种情况下〔〕解析:据光明显衍射条件,发生沙尘暴时,只有波长较长一局部光线能到达地面,据λ=c/f知,到达地面光是频率较小局部.答案:BD2.声波比光波容易产生明显衍射,原因是〔〕A.声波是纵波,光波是横波B.声波是机械波,光波是电磁波D.声波必须通过介质传播,而光波可以在真空中传播解析:产生明显衍射现象条件是障碍物或孔尺寸能与波长相近,声波波长比光波波长大,与一般障碍物尺寸相近,容易满足衍射条件,因而容易产生明显衍射.正确选项为C.由于可见光波长一般为数千埃,比普通障碍物尺寸小得多,所以光波衍射现象观察起来稍难一些.答案:C【例题2】(经典回放)在图5-2-1中,A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成图像,其中图A是光______________________(填“大于〞或“小于〞〕图B所对应圆孔孔径.图5-2-1解析：A中出现明暗相间条纹,是衍射现象,B中出现圆形亮斑.只有障碍物或孔尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时，才能发生明显衍射现象.图A是光衍射图样,由于光波波长很短，约在10-7 m数量级上，所以图A对应圆孔孔径比图B所对应圆孔孔径小.图B形成可以用光直线传播解释.答案：衍射小于绿色通道圆孔衍射图样特点是:亮暗相间圆环,中央亮圆亮度大,外围亮环亮度小.变式训练3.观察单缝衍射现象时,把缝宽由0.2 mm逐渐增大到0.8 mm,看到现象是〔〕A.衍射条纹间距逐渐变小,衍射现象逐渐不明显B.衍射条纹间距逐渐变大,衍射现象越来越明显C.衍射条纹间距不变,只是亮度增强解析:观察衍射图样发现:狭缝宽度逐渐变小,衍射现象越明显,衍射条纹间距变大.此题是缝宽增大,所以选项A正确.答案:A【例题3】分析以下现象产生原因:(1)通过盛水玻璃杯,在适当角度可以看到彩色光.(2)菜汤上油花呈现彩色.(3)隔着帐幔看远处灯,见到灯周围辐射彩色光辉.(4)光线照在花布上,可以看见花布上图样.解析：(1)白光通过盛水玻璃杯发生折射,产生色散,在适当角度,各色光别离较大,可看到彩色光.(2)光经过菜汤上油膜前后两个外表发生反射,两列反射光相互叠加,产生干预条纹,因此菜汤上油花呈现彩色.(3)远处灯发出光经过帐幔缝隙产生衍射,因此可看到灯周围辐射彩色光辉.(4)光线照在花布上看见花布图样,是由于光反射与吸收结果.花布是由各种颜色花纹组成,当白光照在花布上时红色花纹反射红光,吸收其他颜色光,这样我们在该位置只看到红色.同理可以看到各种花纹反射颜色.这样我们就可以看到花布图样.绿色通道了解光反射现象、折射现象、干预现象、衍射现象不同成因,是正确作出判断关键,否那么就会被这些“彩色〞现象所迷惑.变式训练4.以下现象中,是由于衍射产生是〔〕B.阳光下,大树下地面上树影中圆形亮斑解析:泊松亮斑是光照射到圆屏上时,在圆屏边缘发生衍射形成,A对.树影中圆形亮斑是太阳通过树叶缝隙形成像,是光直线传播形成,B错.小孔成像原理也是光沿直线传播形成,C错.光照射到细金属丝上时发生衍射,在后面屏上阴影中会出现亮线,D对.答案:AD体验探究【问题】分别用红光与蓝光做光衍射实验,用哪种光容易看到明显衍射现象为什么导思:紧扣能够发生明显衍射现象条件来思考:当障碍物或孔尺寸与光波长相近或比光波长小时,衍射才明显.探究:用红光做衍射实验时更容易看到明显衍射现象.光波长较短,比常见物体尺度小得多,所以实验中不易看到衍射现象.红光波长比蓝光波长大些,相对来说障碍物或孔尺寸更容易与红光波长相近,所以同样情况下,红光衍射现象比蓝光容易观察到.教材链接观察课本中第98页图5-17,试总结单缝衍射图样特征.答案:(1)中央条纹亮而宽.(2)两侧亮纹具有对称性,亮纹宽度逐渐变窄,宽度减小.(3)波长一定时,单缝窄中央条纹宽,各条纹间距大;单缝不变时,光波波长大中央条纹宽,条纹间距大.(4)白光单缝衍射条纹是中央为白色亮纹,两侧为彩色条纹,且外侧呈红色,靠近白色亮纹内侧为紫色.。
第2节光的衍射【教学目标】(一)知识与技能1、知道光的衍射现象，及光通过狭缝和圆孔的衍射条纹特点，知道光产生明显衍射的条件。
2、能用相关知识对生活中的有关现象进行解释和分析，能区别干涉条纹和衍射条纹(二)过程与方法引导学生与以前学过的机械波的衍射进行类比，进行自主学习，再通过演示实验结合投影片分析讲解，启发学生积极思考思考、培养学生观察能力、想象力、动手能力及分析和解决问题的能力。
(三)情感态度与价值观通过光的衍射现象的观察，再次提高学生在学习中体会物理知识之美；另外通过学习让学生知道科学研究必须重视理论的指导和实践的勤奋作用；【教学重点与难点】光的衍射条纹特点及发生明显的光的衍射现象的条件即是重点，也是难点。
【教学过程】（一）引入1、在历史上第一次得到了相干光源，成功做出了光的干涉实验的科学家是谁？光的干涉现象的发现说明光具有什么性质？(托马斯·扬，波动性)2、单色光的双缝干涉图样有哪些特征？(特征是在中央明纹两侧对称地分布着明暗相间的各级干涉条纹，且相邻明纹和相邻暗条纹的间隔相等) 师：衍射现象也是波动特有的特征，既然已证实光具有波动性，那么也会有光的衍射现象。
光的衍射现象是怎么样的呢？为什么在日常生活中不易观察到光的衍射现象？我们这节课就来解决这个问题。
（二）新课教学一、衍射现象提问1：什么是波的衍射？提问2：产生明显的波的衍射要具备什么样的条件？可见光的波长约是多少？（波产生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟波长相差不多；可见光的波长只有十分之几微米）———引导学生根据以上知识，思考：怎样才能观察光的衍射现象？设置实验装置。
（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））师（小结）：从前面讲的光的干涉实验知道，光的波长很短，只有十分之几微米，通常的物体都比它大得多，因此很难看到光的衍射现象．但是只有当光射向一个针孔、一条狭缝、一根细丝时，才可以清楚地看到光的明显衍射现象．二、光的衍射1、概念：光离开直线路径绕到障碍物的阴影里去的现象2、发生明显衍射现象的条件是：障碍物或小孔的尺寸跟波长相差不多或比光的波长小。
山东泰山极顶碧霞祠现佛光奇观佛光，自然神奇之光。
在泰山观佛光，除了合适的自然气候条件,游人需处在太阳和碧霞祠之间，西落的太阳从背后射来，身影落在云海之上，便可看到以自己头影为中心的七色光环，内紫外红,五彩缤纷。
由于与佛像头顶的宝光相似故称佛光。
尤其是当自己身动影移，人舞影随的现象更为称奇.2010年8月18日早6时52分左右，山东泰山极顶碧霞祠上空出现佛光奇观.“泰山佛光”是岱顶二十景之中最难见的一景，光也叫宝光，是一种神奇的光学现象。
“泰山佛光”通常出现岱顶碧霞祠一带,故也称“碧霞宝光”这次佛光出现了大约两分钟。
据介绍,出现“佛光”需同时具备极罕见的低角度强光和高浓度雾气的天气条件。
泰山奇观频现，2010年7月29日早，泰山之巅在出现令人振奋“旭日东升”景观,同时，又惊现罕见的云海奇云——从泰山日观峰向西看去祥云翻腾极为壮观。
特别叫绝的是泰山日观峰投影到翻腾的白云间，泰山气象站的轮廓十分清晰，如同海市蜃楼,使登上泰山岱顶的游客大饱眼福欢愉无比。
尊敬的读者：本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来，本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对，但是难免会有不尽如人意之处，如有疏漏之处请指正，希望本文能为您解开疑惑,引发思考。
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第2节光的衍射[先填空]1．光的衍射现象光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将改变沿直线传播的规律而绕到障碍物后面传播的现象．(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，其余条纹向两侧逐渐变窄、变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白色条纹．(2)圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现明暗相间的圆环．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差不多，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．[再判断]1．衍射和干涉条纹都是明暗相间的，所以二者是一样的．(×)2．所有光都能发生衍射现象．(√)3．红光比紫光更容易发生明显衍射现象．(√)[后思考]单缝的宽度会对衍射现象产生怎样的影响？【提示】单缝宽度越小，衍射现象越明显，但衍射条纹的亮度越小．[核心点击]1．三种衍射图样光的单缝衍射圆孔的衍射遮光板的衍射图5212．单缝衍射与双缝干涉的比较1．关于衍射，下列说法正确的是( )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E．入射波的波长越大，越容易观察到明显的衍射现象【解析】衍射图样是复杂的光波的叠加现象，双缝干涉中光通过三个狭缝时均发生衍射现象，一般现象中既有干涉又有衍射．一切波都能发生衍射，但要发生明显的衍射，需要满足障碍物的尺寸小于或相当于波长的条件，故A、B、E正确，C、D错误．【答案】ABE2．取3块不透光的板，在每块板的中间各开1个圆孔，3块板所开的圆孔大小不一.【导学号：78510059】圆孔的衍射图522(1)先用点光源照射圆孔最大的那块板，在屏上会出现一个明亮的圆形光斑[图(a)]，这是________的结果．(2)再换上圆孔中等的那块板[图(b)]，可以看到________________．(3)最后用圆孔最小(直径约1 mm)的那块板[图(c)]，可以看到衍射现象更明显，这说明________________．【解析】(1)光沿直线传播．(2)发生了衍射现象．(3)孔越小衍射越明显．【答案】见解析区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法1．根据条纹的宽度区分：双缝干涉的条纹是等宽的，条纹间的距离也是相等的，而单缝衍射的条纹，中央亮条纹最宽，而两侧的亮条纹逐渐变窄．2．根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央亮纹往两侧亮度变化很小，而单缝衍射条纹的中央亮纹最亮，而两侧的亮纹逐渐变暗．[先填空]1．一个光学仪器的分辨率本领是指将两个相互靠近的物体的象分离开来的能力．2．光学显微镜和望远镜等光学仪器，其透镜就相当于小圆孔，透镜直径越小，产生的衍射现象越明显，分辨本领就越低．3．衍射光栅(1)结构：有许多等宽的狭缝等距离排列起来形成光学元件．狭缝的个数越多，衍射条纹的宽度越窄，亮度越亮．(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：反射光栅和透射光栅．[再判断]1．显微镜的镜头越小其分辨本领越低．(√)2．多缝干涉的结果使光栅衍射的宽度比单缝衍射时更宽．(×)3．光栅的衍射图样是单缝衍射和多缝干涉的共同结果(√)[后思考]为什么通过光栅后得到的条纹与双缝干涉条纹不同？【提示】双缝干涉是由于干涉光源通过双缝后叠加产生的，通过光栅后在光屏上叠加的光具有同频率及相位差恒定的干涉特点，产生多缝干涉，也有单缝衍射．因此，其条纹是多缝干涉和单缝衍射条纹共同的结果，不同于双缝干涉条纹．[核心点击]1．圆孔衍射图样(1)中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小．如图523所示．图523(2)只有圆孔足够小时，才能得到明显的衍射图样．在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏依次得到几种不同现象——圆形亮斑(光的直线传播)、光源的象(小孔成象)、明暗相间的圆环(衍射图样)、完全黑暗．(3)用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大．(4)白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色同心圆环．(5)圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱．2．不透明的小圆板衍射图样(1)泊松亮斑图样中的亮环或暗环间距随半径增大而减小．(2)与圆孔衍射图样比较①均是明暗相间的圆形条纹，中心均有亮斑．②圆孔衍射图样中心亮斑较大，而泊松亮斑较小．③圆孔衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而增大，圆板衍射图样中亮环或暗环间距随半径增大而减小．④圆孔衍射图样的外侧是黑暗的，而小圆板衍射图样的外侧是明亮的．3．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E．透镜的直径越小，产生的衍射现象越明显，分辨本领就越低【解析】单色光照到狭缝上产生的衍射图样是明暗相间的直条纹，白光的衍射图样是彩色条纹．光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现光点，是衍射现象，光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项中大光斑的边缘模糊，正是衍射造成的，不能认为不存在衍射现象．A、C正确，B、D错误．透镜相当于圆孔，直径越小，衍射现象越明显，E正确．【答案】ACE4．如图524所示，甲、乙两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图象，其中图甲是光的________(选填“干涉”或“衍射”)图象．由此可以判断出图甲所对应的圆孔的孔径________(选填“大于”或“小于”)图乙所对应的圆孔的孔径．甲乙图524【解析】甲图是圆孔衍射图样，乙图是光沿直线传播通过圆孔形成的亮斑．【答案】衍射小于区分圆孔衍射和不透光圆盘衍射的图样1．观察中心圆心和中心圆环：中心圆心处为小亮斑且中心圆环为较宽的暗环时为圆盘衍射；若中心为大且亮的圆形亮斑，中心圆环为细而窄的暗纹时为圆孔衍射．2．观察中心圆环外第一暗纹与周边暗纹：第一暗纹宽于周边暗纹的为圆盘衍射，第一暗纹细且暗的为圆孔衍射．学业分层测评(十三)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列现象中，能产生明显衍射的是( )A．光的波长比孔或障碍物的尺寸大得多B．光的波长与孔或障碍物的尺寸差别不大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E．光的波长比单缝的宽度小得多【解析】光能够产生明显衍射现象的条件是：光的波长与孔或障碍物的尺寸差别不大，或波长明显大于孔或障碍物的尺寸，故选A、B、C.【答案】ABC2．在杨氏双缝干涉实验中，如果( )A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色干涉条纹D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹E．用白光作为光源遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的彩色条纹【解析】用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A错；用红光作光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相同，B对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；用紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹，即间距不等的条纹，D对、B、D正确．白光发生单缝衍射会在屏上形成间距不等的彩色条纹，E正确．【答案】BDE3．用卡尺观察光的衍射现象时，下列说法中正确的是( )【导学号：78510060】A．卡尺形成的狭缝应平行于日光灯，且狭缝远离日光灯，人眼也远离狭缝进行观察B．卡尺狭缝平行于日光灯观察时，可观察到中央为白色光带，两侧为彩色光带，且彩带平行于日光灯C ．狭缝由0.5 mm 宽度缩小到0.2 mm ，条纹间距变宽，亮度变暗D ．狭缝由0.5 mm 宽度扩展到0.8 mm ，条纹间距变宽，亮度变暗E ．由卡尺狭缝观察到的彩色条纹间距是不均匀的【解析】 用卡尺狭缝平行于日光灯，狭缝远离日光灯，眼睛应靠近狭缝进行观察，观察到平行于日光灯的彩色条纹，且中央为白色条纹，A 错误、B 正确；狭缝越小，衍射现象越明显，即条纹间距变宽，但亮度变暗，C 正确、D 错误；衍射条纹间距是不均匀的，E 正确．【答案】 BCE4．沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象，发生沙尘暴时能见度只有十几米，天气变黄变暗，这是由于这种情况下( )A ．只有波长较短的一部分光才能到达地面B ．只有波长较长的一部分光才能到达地面C ．只有频率较大的一部分光才能到达地面D ．只有频率较小的一部分光才能到达地面E ．红光比紫光更容易穿过沙尘到达地面【解析】 据光发生明显衍射的条件，发生沙尘暴时，只有波长较长的一部分光线能到达地面，据λ＝c f知，到达地面的光是频率较小的部分．红光比紫光波长大，更容易穿过沙尘，E 正确．【答案】 BDE5．如图525所示，甲、乙、丙、丁四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是( )图525A ．甲、乙是光的干涉图样B ．丙、丁是光的衍射图样C ．形成甲图样光的波长比形成乙图样光的波长短D ．形成丙图样光的波长比形成丁图样光的波长短E ．形成丙图样光的波长比 形成丁图样光的波长长【解析】 由图样可得甲和乙是等间距的，丙和丁是不等间距的且中间最宽，所以甲和乙是干涉条纹，丙和丁是衍射条纹，A 、B 正确；其中甲比乙的条纹间距大，故形成甲图样光的波长比形成乙图样光的波长长，C 项错；丙比丁的条纹间距大，形成丙图样光的波长比形成丁图样光的波长长，D项错，E项正确．【答案】ABE6．观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2 mm逐渐增大到0.8 mm，看到的现象是衍射条纹的间距逐渐________，衍射现象逐渐________．【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．本题的调整是将缝调宽，现象向相反的方向发展．故衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显．【答案】变小不明显7．如图526所示是4幅明暗相间的条纹图样，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)．则下面的四幅图从左到右排列，亮条纹的颜色依次是________．图526【解析】双缝干涉条纹是等间距的条纹，单缝衍射条纹是中间最宽、两边越来越窄的条纹，因此1、3是干涉条纹，2、4是衍射条纹．干涉条纹中，光的波长越长，条纹越宽，因此1是红光，3是蓝光．同一单缝衍射中，波长越长，条纹越宽，因此2是紫光，4是黄光．【答案】红紫蓝黄8．在观察光的衍射实验中，分别观察到如图527甲、乙所示的清晰的明暗相间的图样，图中黑线为暗纹．那么障碍物应是【导学号：78510061】甲乙图527甲图对应的障碍物应是________，乙图对应的障碍物应是________．【解析】比较两图，它们的背景明显不同，甲图的背景为黑色阴影，说明障碍物应是很大的不透明挡板，中间有透光并且带有衍射图样的花纹，说明挡板的中间有小圆孔；乙图的背景为白色，说明周围没有障碍物，中间有不透光圆形阴影，并且带有衍射图样的花纹，说明中间存在很小的不透明圆板，乙图正中央的小亮点是泊松亮斑．【答案】较大的中间有小圆孔的不透明圆板很小的不透明圆板[能力提升]9.抽制细丝时可以用激光监控其粗细，如图528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，则下列说法正确的是( )图528A ．这是利用光的干涉现象B ．这是利用光的衍射现象C ．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了D ．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了E ．用红色激光比蓝色激光得到的条纹更宽【解析】 上述现象符合光的衍射产生的条件，故B 正确；由衍射产生的条件可知：丝越细衍射现象越明显，故D 也正确；红色激光比蓝色激光波长更长，E 正确．【答案】 BDE10.如图529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( )图529【导学号：78510062】A ．b 在该介质中的折射率比a 小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E ．b 光比a 光更容易发生明显的衍射现象【解析】 设折射角为θ1，入射角为θ2，由题设条件知，θ1a ＝θ1b ，θ2a ＜θ2b ，由n ＝sin θ1sin θ2，知n a ＞n b ，A 正确；因为n a ＞n b ，所以λa ＜λb ，又Δx ＝l dλ，故Δx a ＜Δx b ，B 正确，D 错误；而波长越长，衍射现象越明显，C 错误．b 光比a 光更容易发生明显的衍射现象，E 正确．【答案】 ABE11．用两支铅笔观察白光的衍射实验中：(1)供观察者用的光源应用________(选填“点光源”“线光源”或“面光源”)；(2)铅笔狭缝应与光源________(选填“平行或垂直”)；(3)观察的衍射图样中央条纹的颜色是________，两侧出现________；(4)狭缝变窄时，条纹的间距变________，亮度变________．【答案】(1)线光源(2)平行(3)白色彩色(4)宽暗12．如图5210所示，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收缩变小直到闭合时，试分析在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)．图5210【解析】当三角形孔较大时，屏上出现一个三角形光斑，如题图甲所示，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，如题图乙所示；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．【答案】见解析。
