第十三章光《第5节 光的衍射》课件

第十三章光第5节光的衍射

学习目标1．通过实验观察认识光的衍射现象，知道衍射现象是光的波动性证据。2．理解产生明显衍射的条件，知道光的衍射图样的主要特征，了解常见的衍射现象。问题提出

光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射现象呢？如果有衍射现象，为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象呢？水波、声波都会发生衍射现象，它们发生衍射的现象特征是什么？条件是什么？一、光的衍射现象新课内容波长很短：400nm--700nm激光束

取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，在缝后适当距离处放一个像屏。如何才能观察到光的衍射现象呢？一、光的衍射现象新课内容2.发生明显衍射的条件：当障碍物的尺寸（或者小孔的尺寸）接近波长或比波长还要小。1.定义：光离开直线传播路径绕到障碍物阴影里去的现象。衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样。（2）中央亮纹宽而亮。（3）两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗。二、单缝衍射图样的及其规律新课内容（1）条纹不等间距。1.单缝衍射条纹的特征2.单缝衍射规律

（1）波长一定时，单缝越窄,中央条纹越宽，各条纹间距越大；二、单缝衍射图样的及其规律新课内容想一想：当单缝的宽度不变，改用不同的单色光做衍射实验，衍射图样有什么规律？结论：单缝不变，波长越大，衍射越明显，中央亮纹越宽2.单缝衍射规律二、单缝衍射图样的及其规律新课内容（2)单缝不变时，波长越大，中央亮纹越宽，条纹间隔越大。两个光源（双缝）；各明纹或暗纹宽度基本相等。单个光源（单缝）；中央条纹最宽最亮,两侧条纹宽度、亮度逐渐减小。干涉条纹衍射条纹三、单缝衍射与双缝干涉条纹的异同比较新课内容1.相同点：产生原理都是由于光的叠加而产生的，中央均为明纹；明暗相间的；对称分布。2、不同点：（1）干涉条纹是等间距的，各条纹的亮度差别较小，条纹条数较多。（2）衍射条纹不等间距，中央条纹亮而宽，两侧条纹较暗较窄，对称分布；三、单缝衍射与双缝干涉条纹的异同比较新课内容ABS

孔较大时——屏上出现清晰的光斑四、常见的衍射现象新课内容1.圆孔衍射ABS

孔较小时的衍射图样——屏上出现亮暗相间、不等间距的圆环。（这些圆环的范围远远超过了光沿直线传播所能照明的范围）科学的足迹---泊松亮斑实验：在光束中放一个不透明的圆盘现象：在不透明圆盘的阴影后面，中心出现了一个亮斑小圆盘和小圆孔做衍射图样特点圆孔衍射圆盘衍射泊松亮斑新课内容2.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，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果。圆屏衍射圆孔衍射钢针的衍射四、常见的衍射现象光经过刀片的边缘时发生衍射新课内容3.衍射光栅：（1）透射光棚:在玻璃片上刻有许多等宽而又间距相等的平行刻痕，刻痕产生漫反射而不太透光，未刻的部分相当于透光的狭缝,一般每毫米有几十到几千个狭缝。（2）反射光栅:在高反射率的金属上刻痕.四、常见的衍射现象N=1N=2N=3N=4新课内容四、常见的衍射现象如果增加狭缝的个数，衍射条纹宽度变窄，亮度将增加。巩固练习1.下列属于光的衍射现象的是：（）A.雨后天空出现的绚丽的彩虹B.阳光下肥皂膜上的彩色条纹C.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹D.眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹D2.用单色光照射双缝，在像屏上观察到明暗相间的干涉条纹，现用遮光板将其中的一个缝挡住，则像屏上观察到（）A.宽度均匀的明暗相间的条纹。B.中央亮而宽，两边窄而暗条纹。C.一条亮纹。D.一片亮光。B巩固练习3.下列关于单缝衍射的说法中，正确的是（）A.和光的双缝干涉图样相同B.各亮条纹的宽度不同而亮度相同C.各亮条纹的宽度相同而亮度不同D.中央亮条纹的宽度最宽，亮度最亮D巩固练习4.我们经常可以看到，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的视觉注意以外，还有一个重要的原因，这一原因是红色光（）A．比其他色光更容易发生衍射B．比其他可见光更容易发生干涉C．比其他可见光更容易发生反射D．比其他可见光更容易发生折射A巩固练习5.关于衍射下列说法正确的是（）A.衍射现象中衍射花样有亮暗条纹的出现是光的叠加的结果B.双缝干涉中也存在着光的衍射现象C.影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实D.一切波都可以产生衍射ABD巩固练习6.如下图所示，是用游标卡尺两测脚间的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个现象。当游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从0.8mm逐渐变小时,所看到的四个图像的顺序是

。a、b、c、d巩固练习雨后出现在天空中的彩虹花园里喷淋器旁的彩虹13.5光的衍射产生明显衍射现象的条件是：障碍物或缝、孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多问题1.什么是波的衍射现象？

激光束调节狭缝宽窄狭缝像屏

取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，在缝后适当距离处放一个像屏，用平行的单色光照射。

调节狭缝的宽窄，如果能在光屏上观察到比狭缝的宽度宽得多的亮区，就证明了光的衍射现象存在。

单色光的衍射图样:1.中间亮纹最宽最亮。2.两边是对称的明暗相间条纹。3.亮条纹强度和宽度向两边逐渐减小。1.单缝衍射衍射图样光强中央明纹单缝衍射图样的光强分布

白光单缝衍射条纹：中间是白色的条纹，两边是减弱很快的彩色条纹。观察下列衍射图样，分析衍射规律：不同色光的单缝衍射不同缝宽的单缝衍射

1、波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大．

2、单缝不变时，波长越长的中央亮纹越宽，条纹间隔越大．

3、白炽灯的单缝衍射条纹：中央为白色亮纹，两侧为彩色条纹．2.圆孔衍射光通过圆孔(小到一定程度)在屏上会出现：中间较亮，周围明暗相间的圆环，且亮度小。这些圆环达到的范围远远超过根据光的直线传播所应照明的面积。3.泊松亮斑光照到不透明的小圆板上，在屏上圆板的阴影中心，有一个亮斑，这个亮斑取名叫泊松亮斑

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，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果．历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．

在障碍物的尺寸比光的波长小或跟光的波长相差不多的时候出现明显的衍射现象。二.光发生明显衍射的条件

衍射现象衍射现象针尖狭缝圆孔圆屏衍射屏(障碍物)入射光波衍射图样观察屏1.双缝干涉图样特点：2.单缝衍射图象特点：三.光的干涉和光的衍射的比较3.双缝干涉和单缝衍射都是光波叠加的结果,只是干涉条纹是有限的几束光的叠加,而衍射条纹可认为是极多且复杂的相干光的叠加。明暗相间、中间较宽较亮，两边对称亮度和宽度逐渐减弱明暗相间、等间距等亮度红光小结:光的衍射单缝衍射圆孔衍射泊松亮斑明显衍射条件例1、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时()A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失

B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在

C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮

D.屏上无任何光亮C2．对于衍射现象的分析正确的是

A．光的衍射是光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象

B．光的衍射完全否定了光的直线传播的结论

C．光的衍射为光的波动说提供了有力的证据

D．光的衍射条纹图样是光波相叠加的结果

ACD3.一个不透光的薄板上有两条平行的窄缝，有一频率单一的红光通过两窄缝在与薄板平行的屏上呈现明暗相间的间隔均匀的红色条纹，若将其中一窄缝挡住让另一缝通过红光，则在屏上可观察到（）A．明暗与原来相同，间隔均匀的红色条纹B．明暗与原来不相同，间隔不均匀的红色条纹C．一条红色的条纹D．既无条纹，也不是一片红光，而是光源的像B4．单