人教版高中物理选修3-4第十三章 13.5 光的衍射：24张PPT

答案：AC
1．光照射到不透明的物体上一定能发生衍射吗？ 提示：是的。只是有的衍射不明显，我们不易观察到。 2．单色光的单缝衍射条纹与白光有何不同？ 提示：单色光的衍射条纹是明暗相间的，白光的衍射条纹 是彩色条纹。
例2 单色光源发出的光经一狭缝照射到光屏上，可观察到 的图样是( )
解析：单色光源经狭缝发生衍射，衍射图样中间是亮而宽 的明纹，两边是明暗相间较窄的条纹，只有A符合这些特点。
易错警示培优
关于光的衍射理解的三个误区 [示例] 关于光的衍射现象，下面说法正确的有( )
A．只有当光的波长等于障碍物或小孔的尺寸时，才会发 生光的衍射现象 B．当光的波长大于障碍物的尺寸时，完全不产生衍射现 象 C．发生小孔衍射时，若减小小孔直径，条纹变亮 D．发生小孔衍射时，若稍微增大小孔直径，条纹变亮
3．单缝衍射与双缝干涉的比较
4.衍射光栅 (1)衍射光栅的结构：由许多等宽的狭缝等距离排列起来形 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。
1．单色光的单缝衍射图样和双缝干涉图样的条纹都是等间 距的吗？ 提示：单缝衍射条纹不等间距，而双缝干涉条纹是等间距 的。 2．白光的单缝衍射图样和双缝干涉图样有什么共同特点？ 提示：中央条纹均为白光，两侧条纹为彩色。
例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黑相间的直条纹 B．白光的单缝衍射图样是黑白相间的直条纹 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
解析：单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直 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。

9
2.单缝衍射实验如何表明光没有沿直线传播? 答案:当缝比较宽时,光沿直线通过狭缝,在屏上产生一条与缝宽相 当的亮条纹;当缝调到很窄时,尽管亮条纹亮度有所降低,但是宽度反而 增大了,这表明,光没有沿直线传播。 3.日常生活中我们难以观察到光的衍射,而为什么光沿直线传播却 普遍存在? 答案:可见光的波长范围是 4×10-7~7.6×10-7m,由发生明显衍射的条 件可知,障碍物或孔的尺寸都比光的波长大得多,所以光沿直线传播。
ppt精选
10
4.常见的衍射图样有哪些? 答案:(1)单缝衍射图样 ①中央条纹最亮,越向两边越暗;条纹间距不等,越靠外,条纹间距越 小。 ②缝变窄,通过的光变少,而光分布的范围更宽,所以亮纹的亮度降 低。 ③中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有关, 入射光波长越长,单缝越窄,中央亮条纹的宽度及条纹间距就越大。 ④用白光做单缝衍射时,中央亮条纹是白色的,两边是彩色条纹,中 央亮条纹仍然最宽、最亮。
ppt精选
11
(2)圆孔衍射图样 ①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。如图所示。
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 径逐渐减小到无的过程中,光屏依次得到几种不同的现象——圆形亮 斑(光的直线传播)、光源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍射图样)、 完全黑暗。
ppt精选
15
二、光的偏振
活动与探究 2
1.观察横波可能有不同振动方向的实验。狭缝与振动方向平行放 置及与振动方向垂直放置时,软绳形成横波后,有什么现象发生?若将这 根绳换成细软的弹簧,前后推动弹簧形成纵波,又会出现什么现象?对比
实验说明了什么? 答案:狭缝与振动方向平行放置时,横波能继续往前传播,狭缝与振

（单缝）衍射图样 单缝宽度越小，条纹间距越大
（单色光）波长越小，条纹间 距越小
单色光形成明暗条纹，白光形 成彩色条纹
（单色光）波长越小，条纹间 距越小
单色光形成明暗条纹，白光形 成彩色条纹
惠更斯原理----波 在媒质中传播到的各点， 都可看成新的子波源。
例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黑相间的直条
注意：各种不同形状的障碍物或小孔都能使 光发生衍射
光的单缝衍射
激 光
像 屏
束
调节狭 缝宽窄
观察下列衍射图样，分析衍射规律：
不同缝宽的单缝衍射
不同色光的单缝衍射
1、单缝衍射条纹的特征
A、波长一定时，中央亮纹宽而亮． B、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗． C、狭缝越窄，中央条纹越宽，各条纹间距越大 D，波长越大，中央条纹越宽，各条纹间距越大
E.白光的单缝衍射条纹为中央亮，两侧为彩色 条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫 色．
光的圆孔衍射
衍射物
观察屏
点光源
光的圆屏衍射
条纹
阴影外有明暗相间的圆条纹，阴
特点 影中心有一亮点．
圆孔的衍射花样
圆屏的衍射花样
光的针尖衍射条纹
ห้องสมุดไป่ตู้
光的衍射使物体边缘轮廓模糊不清 光通过物体的边缘而发生衍射
1、光的衍射现象表明 光沿直线传播只是一种近似的规律
光的直线传播是有条件的 只有在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下， 光才可以看作是沿直线传播的。
3、干涉条纹与衍射条纹的区别
干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮 度向两边减弱较慢。
衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗 相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。

【标准解答】选A、C、D.根据题意可知，开始A、B两偏振 片的透光方向相同，当被测样品置于A、B之间时，光线旋转 一个角度θ，因此到达O处光的强度会明显减弱；为了使得O 处的光线强度最大，则必须将其中一个偏振片旋转角度θ，使 光线穿过偏振片时，光的偏振方向与偏振片的透光方向一致.
【典例】如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人 眼在P处迎着入射光方向看不到光亮，则( )
A.到达O处光的强度会明显减弱 B.到达O处光的强度不会明显减弱 C.将偏振片B转动一个角度，使得O处光的强度最大，则偏振 片B转过的角度等于θ D.将偏振片A转动一个角度，使得O处光的强度最大，则偏振 片A转过的角度等于θ
【解题指导】光线经过被测样品后，偏振方向旋转了θ角 度，要使光能穿过两偏振片，则A、B相差的角度也需是θ角.
【规律方法】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，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 射条纹中央亮纹最亮，两侧的亮纹逐渐变暗.
A.图中a光为偏振光 B.图中b光为偏振光 C.以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮 D.以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮
【标准解答】选B、D.自然光沿各个方向是均匀分布的，通过 偏振片后，透射光是沿着某一特定方向振动的光.从电灯发出 的光是自然光，则选项A错误；它通过A后，变成偏振光，则 选项B正确；在P处看不到光亮，则A、B的透振方向垂直， 若将B转过180°后，两偏振片透振方向仍垂直，仍看不到光 亮.若将B转过90°后，两偏振片透振方向一致，能看到光亮， 故选项C错误，选项D正确.