-、光的衍射 光的衍射—新人教版高中物理选择性必修第一册上课课件

产生 障碍物或孔的尺寸比波 频率、振动方向相同，相位 条件 长小或跟波长差不多 差恒定的两列光波相遇叠加
条纹 条纹宽度不等，中央最
不 宽度
宽
同
点 条纹 各相邻条纹间距不等，
间距 越靠外条纹间距越小
条纹宽度相等 各相邻条纹等间距
亮度
中间条纹最亮，两边变 暗
清晰条纹，亮度基本相等
相 同
成因
干涉、衍射都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加 时加强或者削弱的结果
例.（多选）图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样， 则( BCD)
A.甲为红光的衍射图样 B.乙为紫光的干涉图样 C.丙为红光的衍射图样 D.丁为紫光的衍射图样
解析：当单色光通过双缝时形成的干涉图样为等间距的，而 通过单缝时的图样是中间宽、两边窄的衍射图样，因此甲、乙为干 涉图样，而丙、丁为衍射图样。由于红光的波长较长，干涉图样中 相邻条纹间距较大，而紫光的波长较短，干涉图样中相邻条纹间距 较小。单缝衍射的条纹特点是波长越长，条纹间距越大，中央亮纹 越宽，因此选项B、C、D正确。
课堂小结
光的衍射
1 光的衍射 2 几种不同的衍射现象
3 衍射光栅
白光的单缝衍射条纹
知识海洋
几种不同的衍射现象
资料 2.圆孔衍射 (1)现象 ①用点光源照射直径较大的圆孔时，在屏上会出现一个 明亮的圆形光斑，这是光沿直线传播的结果。 ②用点光源照射直径足够小的圆孔时，在屏上会出现一 些明暗相间的圆环，这是光发生衍射的结果。
知识海洋
几种不同的衍射现象
资料 (2)衍射图样的特点 明暗相间的环状条纹，中央为圆形亮斑。 ①单色光的圆孔衍射图样中央亮纹的亮度大，外面是明 暗相间的不等距的圆环，越向外，亮环亮度越低； ②白光的圆孔衍射图样中央亮纹为白色，周围是彩色圆 环。

4.(多选)关于下列图片或示意图的判断,准确无误的是 ( AC ) A.甲图是小孔衍射的图样,乙图为泊松亮斑 B.甲图为泊松亮斑,乙图是小孔衍射的图样 C.丙图是双缝干涉图样,丁图是单缝衍射图样 D.丙图是单缝衍射图样,丁图是双缝干涉图样
甲
乙
丙
丁
解析:泊松亮斑是光通过小圆盘产生的衍射现象,形成的衍射图样中心有一个亮斑, 而小孔衍射的图样中间有大且亮的亮斑,选项A正确,选项B错误.丙图是双缝干涉的 图样,图样中的条纹间距相等;丁图是单缝衍射图样,单缝衍射图样中的条纹间距是 不相等的,中间最宽、最亮,选项C正确,选项D错误.
4-5 光的衍射
作者：广东揭阳普宁第一中学 杨锡联老师
学习目标
1.通过实验,了解光发生明显衍射的条件;了解衍射光栅的特点;能 区分双缝干涉与单缝衍射的图样.培养科学探究能力和模型建构 能力. 2.观察光的衍射现象,了解几种衍射图样,认识衍射条纹的特点,并 能解释生活中的衍射现象.培养知识建构能力和解决实际问题的 能力. 3.利用生活中的器材设计实验,观察光的衍射现象.通过研究光的 衍射等现象,对光的直线传播提出疑问,会从不同角度思考物理问 题,培养科学态度与科学精神.
3.在一次观察光的衍射现象的实验中,观察到如图所示的 清晰的明暗相间图样,障碍物应是 ( D )
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.很大的不透明圆板 D.很大的中间有小圆孔的不透明的圆板
解析:由题图可知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,且越向外,圆形条纹宽度越小,可判断此图样为圆孔衍射图样,选 项D正确
二. 圆孔衍射
A S
白光 B
3. 当用太阳白光时，屏上出现衍射花样，即白光形成彩色条纹

像屏
演示示例：观察单缝衍射现象（光源：教杆笔）
现象：光绕过了缝的边缘，传播到了相当宽的地方,称光的衍射。
总结：单缝衍射图样的特征
条纹不等间距。 中央亮纹宽而亮。 两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗。
自主学习
1.从课本 P104 插图4.5-2，你能发现单缝衍射 有哪些规律？
总结：单缝衍射规律
⑴波长一定，单缝越窄 ⑵单缝不变，波长越长
课堂课小结堂 小 结
光的衍射
概念：光的衍射 现象：单缝等的衍射 衍射光栅
2.如图所示的四幅明暗相间的条纹，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 部分表示亮条纹)。则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是 ()
A.红黄蓝紫
B.红紫蓝黄
C.蓝紫红黄
D.蓝黄红紫
3.某同学自己动手制作如图所示的装置观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为
教杆笔为光源的衍射图样
单缝衍射
光栅衍射
Байду номын сангаас
课堂评价
1.(多选)用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验，比普通光源效果更好，图像更 清晰。如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过 感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况。下列说法正确的是 ()
A.当做单缝实验时，光强分布图如乙所示 B.当做单缝实验时，光强分布图如丙所示 C.当做双缝实验时，光强分布图如乙所示 D.当做双缝实验时，光强分布图如丙所示
双缝屏，整个装置位于一暗箱中，实验过程如下：
(1)该同学用一束太阳光照射A屏时，屏C上没有出现干涉条纹；移去B后，在屏上
出现不等间距条纹，此条纹是由于______________产生的。

学以致用 2.如图所示的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(黑色部分表示亮条纹)。 则下面的四幅图从左到右排列,亮条纹的颜色依次是( )
A.红 黄 蓝 紫 B.红 紫 蓝 黄 C.蓝 紫 红 黄 D.蓝 黄 红 紫 答案:B
解析:干涉和衍射现象是波所特有的现象,选项A正确。波长 比孔的宽度大得越多,衍射现象越明显,选项B正确。发生波 的干涉时必须有两个波源,选项C错误。由于狭缝或小孔有一 定的宽度或大小,波通过后出现明暗相间的条纹,通过狭缝或 小孔的光可看作是由很多光源发出的,衍射条纹就是波叠加 的结果,因此波的衍射也是由于波的叠加产生的,选项D正确。
(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。
2.圆孔衍射的图样。 (1)单色光的圆孔衍射图样:中央亮圆的亮度大,外面是明暗 相间的不等距的圆环;越向外,圆(亮)环亮度越低。 (2)白光的圆孔衍射图样:中央亮圆为白色,周围是彩色圆环。
3.圆板衍射。 (1)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(如激光)传播途中放一个较小的圆形 障碍物,会发现在影的中心有一个亮斑,这就是著名的泊松亮 斑。 (2)形成泊松亮斑时,圆板阴影的边缘是模糊的,在阴影外还 有不等间距的明暗相间的圆环。 (3)周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小。
典例剖析 (多选)在单缝衍射实验中,下列说法正确的是( ) A.将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变窄 B.使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄 C.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽 D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽 答案:ACD
解析:当单缝宽度一定时,波长越长,衍射现象越明显,即光偏 离直线传播的路径越远,条纹间距也越大;当光的波长一定时, 单缝宽度越小,衍射现象越明显,条纹间距越大;光的波长一定、 单缝宽度也一定时,增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距也会 变宽,故选项A、C、D正确。