光的衍射完整版本

光的衍射教学目标观察光的衍射现象，知道什么是光的衍射及产生明显衍射现象的条件。能用衍射知识对生活中的现象进行解释和分析初步了解衍射光栅教学重点单缝衍射实验和圆孔衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件衍射条纹的成因教学难点前情回顾什么是波的衍射现象？波在它传播的方向上遇到障碍物或孔时，波绕道障碍物阴影里去继续传播的现象叫做波的衍射。

发生明显衍射的条件是什么？障碍物的或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小。既然光是一种波，为什么我们日常生活中观察不到光的衍射现象，而常常看到的是光沿着直线传播的呢？光沿直线传播水波的衍射猜想：没有满足产生明显衍射的条件知道光有衍射现象知道光的衍射条件知道光的衍射会影响成像的清晰度光的衍射演示实验调节狭缝宽窄观察屏上条纹的变化情况现象：缝比较宽时，屏上的亮条纹与缝宽相当；缝调很窄时，亮条纹的亮度有所降低，但宽度增大，有明暗相间的条纹出现。光的衍射光离开直线路径绕过障碍物，到达阴影里的现象叫做光的衍射现象。发生明显衍射的条件：障碍物或狭缝的尺寸比光的波长小或者跟波长相差不多光的衍射现象的物理意义：光的衍射现象证明光是一种波。光的衍射为什么平时隔墙可以听见别人的声音却看不到人？声音的波长比光的波长大得多，更容易发生明显衍射，即更容易绕过障碍物向前传播。光的衍射知道狭缝衍射的条纹形状知道狭缝衍射中央明纹亮且宽，两侧逐渐变暗变窄知道红光的条纹比紫光宽知道干涉条纹和衍射条纹的区别狭缝衍射发生衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样。单缝衍射条纹的图样特征①条纹不等间距②中央条纹宽而亮③两侧条纹较窄、较暗，对称分布狭缝衍射调节缝的宽度，得到两个条纹波长一定时，单缝越窄，中央亮纹越宽，条纹间距越大。狭缝衍射缝宽一定时，分别得到红光和蓝光的衍射条纹单缝一定，波长越大，中央亮纹越宽，条纹间隔越大狭缝衍射白光的衍射条纹白光单缝衍射：中央亮条纹为白色，两侧为彩色，且呈外红内紫狭缝衍射狭缝衍射规律：①波长一定时，单缝窄的中央条纹宽，各条纹间距大（衍射越明显）；②单缝不变时，光波越长（红光）的中央亮纹越宽，条纹间隔越大（衍射越明显）；③白光的单缝衍射条纹为中央亮，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色。狭缝衍射干涉与衍射条纹有何不同点和共同点？单缝衍射与双缝干涉相同点：

由于光的叠加而产生，明暗相间。都能说明光具有波动性。区别：干涉：等间距明暗相间条纹，条纹条数较多，各亮条纹的亮度差别较小。衍射：条纹的条数较少，明(或暗)条纹的间距不等，中央亮条纹最亮最宽，两侧亮条纹较暗较窄。单缝衍射与双缝干涉双缝干涉图样双缝间距越小，条纹间距越大单色光波长越小，条纹间距越小单色光形成明暗条纹，白光形成彩色条纹单缝衍射图样单缝宽度越小，条纹间距越大单色光波长越小，条纹间距越小单色光形成明暗条纹，白光形成彩色条纹单缝衍射与双缝干涉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，出现明暗相间的条纹。知道光通过小圆孔衍射的条纹形状知道光通过小圆屏衍射的条纹形状知道什么是光栅其它衍射用点光源照射圆孔

孔较大时，屏上出现光斑，但边缘有些模糊。光沿直线传播光的衍射圆孔衍射用点光源照射圆孔

孔减小时，屏上出现光源倒立的像

光沿直线传播小孔成像圆孔衍射用点光源照射圆孔

孔较小时，屏上出现衍射图样

光的衍射圆孔衍射衍射图样：明暗相间且不等间距的同心圆环。（中央亮斑）衍射条件：孔的尺寸接近波长或比波长还要小。图样特征①亮暗相间的圆环②中央亮圆的亮度大，外围亮环的亮度越来越暗圆孔衍射使太阳光垂直照射到一块遮光板上，板上有可以自由收缩的正方形孔，孔的后面放置一个光屏，在正方形孔逐渐变小直至闭合的过程中，光屏上依次可以看到几种不同的现象，试把下列现象依次排列。A.圆形光斑B.明暗相间的彩色条纹C.变暗消失D.正方形光斑E.正方形光斑由大变小D→E→A→B→C圆孔衍射演示实验在光束中放一个不透明圆盘现象：在圆盘影子的中心，出现了一个亮斑。圆屏衍射衍射图样：明暗相间的间距不等的同心圆环，中心有一个亮斑（泊松亮斑）图样特征①光在圆盘后面衍射图样的中央会出现一个亮斑——泊松亮斑。②亮环或暗环间的距离随半径的增大而减小衍射条件：屏的尺寸接近波长或比波长还要小圆屏衍射泊松亮斑：光照在一个不透明的小圆板上，形成明暗相间的间距不等的同心圆环，在屏上圆板的阴影中心，有一个亮斑，这个亮斑叫“泊松亮斑”。圆屏衍射小圆孔衍射图样小圆盘衍射图样（泊松亮斑）圆孔衍射与圆屏衍射不只是狭缝和圆孔，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。钢针的衍射刀片的衍射日光灯的衍射其他衍射为什么我们说光沿直线传播是有条件的？我们通常所说“光沿直线传播”只是一种特殊情况，光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的。考虑到光的衍射，则只有在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，光彩可以看作是沿直线传播的。当障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显，这时就不能说光沿直线传播了。光的衍射现象再次证明光是一种波光的衍射与反思随着障碍物尺寸的减小，光的传播现象有何变化？①没有障碍物的均匀介质——沿直线传播②障碍物的尺寸比光的波长大得多——衍射不明显，近似认为光是沿直线传播③障碍物的尺寸可以与光的波长相比，甚至比光的波长还小——衍射十分明显，不能说光沿直线传播光的衍射的反思下列现象属于光的衍射现象的是A.雨后天空出现绚丽的彩虹B.阳光下肥皂沫上的彩色条纹C.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹D.对着日光灯从铅笔缝里看到的彩色条纹E.在两块相互压紧的平行玻璃板面上看到的彩色条纹F.激光防伪商标看起来是彩色的D光的衍射的反思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。因此，无论从测量的精确度，还是从可分辨的程度上说，单缝衍射都不能达到实用要求。实验表明，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。衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学仪器。构造：

由许多等宽的狭缝等距离的排列起来形成的光学仪器特点：

它产生的条纹分辨程度高，便于测量种类：

透射光栅、反射光栅衍射光栅透射光栅：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。反射光栅：在高反射率的金属上刻痕。衍射光栅光栅中狭缝条数越多，明纹越细，越亮。衍射光栅用两支铅笔夹成一条狭缝，将眼睛紧贴着狭缝并使狭缝与日光灯管或其他线状光源平行，你会观察到什么现象？试解释这个现象。会观察到明暗相间的彩色条纹，因为当两支铅笔夹成的狭缝与光波波长接近时，会发生光的衍射现象问题与练习在不透光的挡板上安装一个宽度可以调节的狭缝，缝后放一个光屏。用平行单色光照射狭缝，当缝的宽度很小时，我们会从光屏上看到衍射条纹。此时，如果进一步调下狭缝的宽度，所看到的衍射条纹有什么变化？做这个实验，看你的判断是否正确。用游标卡尺两个卡脚之间的缝隙做单缝，眼睛通过这个单缝观察线状光源，减小两个卡脚之间的距离，也可以看到衍射条纹的变化情况。衍射条纹宽度增大问题与练习太阳光照着一块遮光板，遮光板上有一个较大的三角形孔。太阳光透过这个孔，在光屏上形成一个三角形光板。请说明：遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时，光屏上的图形将怎样变化？说出其中的道理。起初小孔不太小时，光沿直线传播，此时光斑随小孔尺寸减小而减小。当小孔足够小时，光发生衍射，而且小孔越小衍射效果越强，此时光斑随小孔尺寸减小而增大问题与练习产生明显衍射的条件：障碍物（或孔）的尺寸比波长小或和波长差不多

障碍物（或孔）的尺寸越小，衍射现象越明显，但亮度减小。

①单缝衍射单色光：分布不均匀，中央条纹宽度大;亮暗相间，中央条纹亮度大;两侧条纹窄、关于中央对称；白光：中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹。②圆孔衍射单色光：亮暗相间的圆环；中央