13.5光的衍射

1、2021/6/16113.5 13.5 光的衍射光的衍射2021/6/162红光波长最红光波长最大大，紫光波长最，紫光波长最小小复习复习1、光的干涉图样有何特征？、光的干涉图样有何特征？2、不同颜色的光相邻条纹间距有何不同？、不同颜色的光相邻条纹间距有何不同？3、光的颜色由什么决定的呢？、光的颜色由什么决定的呢？2021/6/1631 1、光的颜色是由光的频率决定的光的颜色是由光的频率决定的 2 2、不同频率的色光在真空中波速相同，在介质、不同频率的色光在真空中波速相同，在介质中波速不同中波速不同 3 3、同一色光在不同介质中，频率（颜色）不变，、同一色光在不同介质中，频率（颜色）不变，波长和

2、波速都要改变波长和波速都要改变 4 4、在同一介质中，频率越高，波速越小、在同一介质中，频率越高，波速越小几点强调几点强调 2021/6/164思考问题：思考问题：1什么是波的衍射现象？什么是波的衍射现象？ 当波在它传播的方向上遇到当波在它传播的方向上遇到障碍物或孔时，波绕到障碍物障碍物或孔时，波绕到障碍物阴影里去继续传播的现象叫波阴影里去继续传播的现象叫波的衍射的衍射.思考问题：思考问题：能够发生明显能够发生明显衍射的条件是什么？衍射的条件是什么？ 一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生到阴影区域，能够发生明显衍射明显衍射的条件是的条件是

3、障障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小。碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小。2021/6/165思考问题：思考问题：3.干涉和衍射是波特有的现象，干涉和衍射是波特有的现象，光的干涉现象光的干涉现象说明了光具有波动性，那么说明了光具有波动性，那么, ,光是否具有波动性的另一特光是否具有波动性的另一特征征-光的衍射现象光的衍射现象呢？如果有衍射现象，呢？如果有衍射现象，为什么在日常为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象呢？生活中我们没有观察到光的衍射现象呢？ 如果说光是一种波如果说光是一种波,则必有光的衍射现象存在则必有光的衍射现象存在!日常生日常生活中我们没有观察到光的衍射现象活中我们

4、没有观察到光的衍射现象,也许是因为日常生活也许是因为日常生活中光传播时遇到的中光传播时遇到的障碍物或孔、缝的尺寸比光的波长大障碍物或孔、缝的尺寸比光的波长大得多得多, ,光的衍射现象不明显光的衍射现象不明显,我们没有注意到我们没有注意到吧吧! !思考问题：思考问题：4. 根据这样的说法根据这样的说法,我们在实验室怎样才能我们在实验室怎样才能观观察到光的衍射现象呢？察到光的衍射现象呢？ 想方设法减小想方设法减小光传播时遇到的光传播时遇到的障碍物或孔、缝的尺寸障碍物或孔、缝的尺寸大小大小! !2021/6/166激激光光束束调节狭调节狭缝宽窄缝宽窄狭缝狭缝像像屏屏 取一个不透光的屏，取一个不透光的

5、屏，在它的中间装上一个在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，宽度可以调节的狭缝，在缝后适当距离处放在缝后适当距离处放一个像屏，用平行的一个像屏，用平行的单色光照射。单色光照射。 调节的狭缝的宽窄，如果能在光屏上调节的狭缝的宽窄，如果能在光屏上观察到比观察到比狭缝的宽度宽得多的亮区，狭缝的宽度宽得多的亮区，就证明了光的衍射现就证明了光的衍射现象存在。象存在。2021/6/167光的衍射光的衍射2021/6/168单缝衍射条纹的特征单缝衍射条纹的特征光的衍射光的衍射1 1、中央亮纹宽而亮、中央亮纹宽而亮2 2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗2021/6/16

6、92021/6/1610观察下列衍射图样，分析衍射规律：观察下列衍射图样，分析衍射规律：单缝衍射规律单缝衍射规律:1 1、波长一定时，单缝、波长一定时，单缝越窄越窄, ,中央条纹中央条纹越宽越宽，各条纹间距，各条纹间距越大越大( (衍射越明显衍射越明显) )2 2、单缝不变时，光波、单缝不变时，光波波长越波长越长长的（红光）中央亮纹的（红光）中央亮纹越宽越宽，条纹间隔条纹间隔越大越大 ( (衍射越明显衍射越明显) ) 3 3、白炽灯的单缝衍射条纹为、白炽灯的单缝衍射条纹为中央亮纹中央亮纹, ,两侧为彩色条纹两侧为彩色条纹，且且外外侧呈侧呈红红色，靠近光源的色，靠近光源的内内侧为侧为紫紫色色20

7、21/6/1611圆孔衍射圆孔衍射2021/6/1612圆孔衍射圆孔衍射2021/6/1613圆盘衍射圆盘衍射泊松亮泊松亮斑斑 不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果体的边缘而发生衍射的结果圆盘衍射圆盘衍射圆孔衍射圆孔衍射钢针的衍射钢针的衍射2021/6/1614泊松亮斑泊松亮斑2021/6/16152021/6/1616衍射现象衍射屏衍射屏( (障碍物障碍物) )2021/6/1617衍射光栅衍射光栅 1.1.透射光栅透

8、射光栅: :玻璃板上刻许多平行的刻痕玻璃板上刻许多平行的刻痕. . 2.2.反射光栅反射光栅: :在高反射率的金属上刻痕在高反射率的金属上刻痕. . 生活中观察衍射现象生活中观察衍射现象: : 1.1.两支铅笔并拢形成一条狭缝对准线光源两支铅笔并拢形成一条狭缝对准线光源; ; 2.2.游标卡尺两测量爪并拢形成一条狭缝对游标卡尺两测量爪并拢形成一条狭缝对准线光源准线光源; ; 3.3.用羽毛做光栅用羽毛做光栅2021/6/1618练习练习:1、用一单色光源垂直照射带有圆孔的不透明光屏，下、用一单色光源垂直照射带有圆孔的不透明光屏，下列几种情况中，在小孔后面的光屏上各看到什么现象？列几种情况中，在

9、小孔后面的光屏上各看到什么现象？（1）小孔的直径为）小孔的直径为1cm（2）小孔的直径为小孔的直径为1mm（3）小孔的直径为小孔的直径为0.5 mm 与圆孔形状相同的亮斑与圆孔形状相同的亮斑（这是光沿这是光沿直线传播直线传播的结果的结果） 单色光源倒立的像单色光源倒立的像 （这是这是小孔成像小孔成像，也是光沿直线传播的结果，也是光沿直线传播的结果） 衍射条纹衍射条纹（这是由于小孔尺寸与光波的波长差不这是由于小孔尺寸与光波的波长差不多，光发生多，光发生衍射衍射的结果的结果）2021/6/16192、关于光的衍射现象，下面说法正确的是（、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

10、样是红黑相间的直条纹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白黑相间的直条纹白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹C、光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了 衍射衍射D、光照到较大圆孔上出现大光斑光照到较大圆孔上出现大光斑, ,说明光沿直线传播，说明光沿直线传播， 光不会发生衍射现象光不会发生衍射现象 3、下面四种现象中、下面四种现象中,哪些不是光的衍射现象造成的哪些不是光的衍射现象造成的( )A通过游标卡尺观测两卡脚间狭缝中发光的日光灯管通过游标卡尺观测两卡脚间狭缝中发光的日光灯管, 会看到平行的彩色条纹；会看到平行的彩色条

11、纹；B不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑；不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑；C太阳光照射下，架在空中的电线在地面上不会留下太阳光照射下，架在空中的电线在地面上不会留下 影子；影子；D用点光源照射小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的用点光源照射小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的 圆环圆环 ACC2021/6/16204、关于衍射的下列说法中正确的是：（、关于衍射的下列说法中正确的是：（ ）A、衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果B、从双缝干涉中也存在衍射现象从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一切波都很容易发生明显的衍射现象D

12、、影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实5用红光进行双缝干涉实验时，如果用不透光的纸用红光进行双缝干涉实验时，如果用不透光的纸遮住其中的一条缝，则屏上出现：（遮住其中的一条缝，则屏上出现：（ ）A无条纹，只是一片红光；无条纹，只是一片红光；B既无条纹，也不是一片红光，而是光源的像既无条纹，也不是一片红光，而是光源的像C原干涉条纹形状不变，只是亮度减弱原干涉条纹形状不变，只是亮度减弱D仍然有明暗相间的条纹，但与原来的不一样仍然有明暗相间的条纹，但与原来的不一样ABD2021/6/16216下列甲组列出了波的一些现象和应用，乙组列出了下列甲组列出了波的一些

13、现象和应用，乙组列出了波的一些属性甲组：光学镜头上的增透膜；光导纤波的一些属性甲组：光学镜头上的增透膜；光导纤维通讯；窗外听到室内的谈话声；雨后天空出现彩虹；维通讯；窗外听到室内的谈话声；雨后天空出现彩虹；黑板上的黑板上的“反光反光”现象乙组：现象乙组：a折射；折射；b反射；反射；c全反全反射；射；d干涉；干涉；e衍射；衍射；f直接传播与甲组各种现象或应用直接传播与甲组各种现象或应用相对应的属性，依次是乙组中的（相对应的属性，依次是乙组中的（ ）Adefab Bdafdb Cccfab Ddceab7如图，甲、乙为单色光通过窄缝后形成明暗相间的如图，甲、乙为单色光通过窄缝后形成明暗相间的两种条

14、纹图样，下列判断正确的是（两种条纹图样，下列判断正确的是（ ）（图中条纹表示）（图中条纹表示明条纹）明条纹）A甲为单缝衍射的图样甲为单缝衍射的图样B乙为双缝干涉的图样乙为双缝干涉的图样C甲为双缝干涉的图样甲为双缝干涉的图样D乙为单缝衍射的图样乙为单缝衍射的图样DAB2021/6/1622双缝干涉图样特点：单缝衍射图象特点：光的干涉和衍射图样的区别:明暗相间、不等宽度不等亮度明暗相间、不等宽度不等亮度明暗相间、等宽度等亮度明暗相间、等宽度等亮度红光 2021/6/1623小小 结结:单缝衍射条纹的特征单缝衍射条纹的特征: :、中央亮纹宽而亮、中央亮纹宽而亮、两侧条纹具有对称性、两侧条纹具有对称性, ,亮纹较窄亮纹较窄, ,较暗较暗1 1、单缝衍射、单缝衍射衍射规律衍射规律1 1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各、波长一定时