高中物理 第13章 第5节 光的衍射课件 新人教版选修3-4

高中物理 第13章 第5节 光的衍射课件 新人教版选修3-4

第五节　光的衍射 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 课标定位 知能优化训练 第 五 节 　 光 的 衍 射 课标定位 学习目标： 1.知道光的衍射现象及衍射条件． 2.了解光的波动性． § 1．光发生衍射时，中央条纹 ， 衍射条纹 ． § 2．对衍射现象的研究表明，我们平时说 的“光沿直线传播”只是一种 ， 在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚 至比光的波长还小时， 现象十分明 显，这时就不能说光沿直线传播了． § 3．实验表明，如果增加狭缝的个数，衍 射条纹的宽度将 ，亮度将 ． 最宽最亮 宽窄不同 特殊情况 衍射 变窄 增加 课前自主学案 § (1)衍射现象：光波能够绕过障碍物而到达“阴 影”区域的现象． § (2)产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺 寸比波长小或跟波长差不多． § 说明：①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． § ②可见光的波长范围：10－6m～10－7m，由发 生明显衍射现象的条件可知，光的衍射现象不 易观察． § 光波和声波都是波，可是日常生活中常发 生“闻其声不见其人”的现象，原因何在？ § 解析：光波和声波都是波，都具有波的特 性，都能发生干涉、衍射等现象，但是波 发生明显衍射现象是有条件的，即障碍物 (或缝、孔)的尺寸与波长相差不多或者比 波长更小． § 声波的波长较长(约几米到十几米)，与障 碍物(房屋的墙壁、门缝等)的尺寸可以相 比，能产生明显衍射故能“闻其声”；而 光波的波长很短(370～750nm)，比通常的 障碍物的尺寸小得多，因此不能产生明显 衍射现象，故“不见其人”. § (1)单缝衍射 § 单缝衍射图样的特点 § ①单色光的单缝衍射图样是明暗相间、亮度越 来越暗且不等距的条纹，中央是亮纹，亮度大， 宽度也大；波长越长，条纹间距越大，中央亮 纹越宽； § ②白光的单缝衍射图样中央是白色亮纹，两边 是彩色条纹，其中最靠近中央亮纹的色光是紫 光，最远离中央的是红光． § (2)圆孔衍射 § 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． § (3)泊松亮斑——障碍物的衍射现象 § 各种不同形状的障碍物也能使光发生衍射，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 一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑． § 特别提醒： § 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)、光源的像(小孔成像)、 明暗相间的圆环(衍射图样)、完全黑暗． § 如图所示的四个图形中哪个是著名的泊松 亮斑的衍射图样 § (　　) § 答案：B 名称 项目 单缝衍射 双缝干涉 不同 点 产生条件 障碍物或孔的尺寸比波 长小或跟波长差不多 频率、振动方向相同， 相位差恒定的两列 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 各相邻条纹间距不等， 越靠外条纹间距越小 各相邻条纹等间距 亮度 中间纹最亮，两边变暗 清晰条纹，亮度基本相 等 相同 点 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 意义 干涉、衍射都是波特有的现象，表明光是一种波 § 单缝衍射的条纹比较宽，而且距离中央亮 条纹较远的条纹亮度也很低．如果增加狭 缝的个数，衍射条纹的宽度将变窄，亮度 将增加．光学仪器中用的衍射光栅就是据 此制成的．它是由许多等宽的狭缝等距离 地排列起来形成的光学仪器． § 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：观察衍射图样发现：狭缝的宽度逐 渐变小，衍射现象越明显，衍射条纹间距 变大．本题是缝宽增大，所以选项A正 确． § 答案：A § 点评：缝越窄，衍射现象越明显． § 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．光照到不透光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 光沿直线传播，不存在光的衍射 § 答案：AC § 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 影处出现亮点，是衍射现象．光的衍射现 象只有明显与不明显之分，D项中屏上大 光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的， 不能认为不存在衍射现象. § (2010·江苏常州中学高二检测)抽制细丝时可用激光 监控其粗细，如图所示，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 下列描述正确的是(　　) § 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．②④　　C．①④　　　D．②③ § 解析：上述现象符合光的衍射产生的条件，故 ②正确；由衍射产生的条件可知：丝越细衍射 现象越明显，故④也正确． § 答案：B § 点评：解此类题时要注意题目所给的信息，如 此题中的“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”，可立即判断此为衍射现象，再从衍射角 度上推断出其他选项的正确性． § 我们经常看到，凡路边施工处总挂有红色的电 灯，这除了红色光容易引起人们的视觉反应外， 还有一个重要的原因，这个原因是 (　　) § A．红光比其他色光更容易发生衍射 § B．红光比其他可见光更容易发生干涉 § C．红光比其他可见光频率更大 § D．红光比其他可见光在玻璃中的折射率小 § 答案：A