高中物理 第13章 第5节 光的衍射课件 新人教版选修34.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 4 机械波 第十三章 第五节光的衍射 第十二章 这是用光射到一个不透光的小圆形障碍物上形成的影 影的中心有一个圆形的亮斑 你知道这是怎样形成的吗 1 衍射现象光能够绕过 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 或 光的衍射 障碍物 比光波波长小 与光波波长差 不多时 1 圆孔衍射 1 现象 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 的结果 用点光源照射直径足够小的圆孔时 在屏上会出现一些 这是光发生 的结果 2 衍射图样的特点明暗相间的 条纹 中央为 亮斑 几种不同的衍射现象 光沿直线传播 明暗相间的圆环 衍射 环状 圆形 2 单缝衍射的条纹特点 1 中央条纹为 离中心条纹越远 亮条纹的宽度 亮度 2 狭缝越窄 中央亮条纹 3 圆盘衍射 泊松亮斑 1 现象用平行光照射一个不透光的小圆盘时 在圆盘阴影中心出现一个 2 衍射图样的特点圆形阴影中心有一 与小孔衍射图样有明显区别 亮条纹 变窄 变暗 越暗 亮斑 亮斑 1 结构有许多等宽的狭缝 排列起来形成的光学元件 狭缝的个数越多 衍射条纹的宽度越 亮度越 2 衍射图样的特点与单缝衍射相比 衍射条纹的宽度变 亮度 3 衍射光栅的种类 光栅和 光栅 衍射光栅 等距离 窄 亮 窄 增加 反射 透射 一 对光的衍射现象的理解1 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 2 光是一种波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 3 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 门窗等 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 二 三种不同的衍射现象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 三 单缝衍射和双缝干涉的比较 特别提醒 1 单缝衍射可以理解为若干个光源的干涉 从而理解条纹相间排列 2 光波的波长增大 衍射条纹 干涉条纹的宽度都变大 3 复色光的衍射或干涉图样 可认为各单色光单独衍射或干涉所成图样的叠加 对于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的波长相比甚至比波长还要小的时候 才能产生明显的衍射现象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 光的衍射 解析 光的衍射现象说明了光具有波动性 而小孔成像说明了光沿直线传播 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 只有在光的波长比障碍物小的情况下 光才可以看成是沿直线传播的 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 故选项c错误 选项a b d正确 答案 abd 金华市2014 2015学年高二下学期检测 图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样 则 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 丁为紫光的干涉图样答案 bcd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 因此选项bcd正确 衍射现象的应用 a b c d 解析 上述现象符合光的衍射产生的条件 故 正确 由衍射产生的条件可知 丝越细衍射现象越明显 故 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 在城市交通中 用红灯表示禁止通行 其原理是 a 红光容易产生干涉b