光的衍射课件-高二上学期物理人教版选择性

§5光的衍射复习回顾1.什么是波的衍射现象？波在它传播的方向上遇到障碍物或孔时，波绕到障碍物阴影里去继续传播的现象叫波的衍射.2.发生明显衍射的条件是什么？障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小。情景导入既然光也是一种波，为什么在日常生活中我们观察不到光的衍射，而且常常说“光沿直线传播”呢？情景导入光的衍射在挡板上安装一个宽度可调的狭缝，缝后放一个光屏。用单色平行光照射狭缝。①当缝比较宽时，光沿着直线通过狭缝，在屏上产生一条与缝宽相当的亮条纹。②当缝调到很窄时，尽管亮条纹的亮度有所降低，但是宽度反而增大了，而且还出现了明暗相间的条纹。光的衍射1.光离开直线传播路径绕到障碍物阴影里去的现象叫光的衍射现象。2.衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样。3.光的明显衍射条件：障碍物或孔的尺寸小于波长或者和波长差不多。单缝衍射图样1.条纹不等间距；2.中央条纹亮而宽；3.两侧条纹较暗较窄，对称分布；4.单色光波长越长，或者单缝越窄，衍射现象越明显：中央条纹越宽，各条纹间距越大单色光单缝衍射图样：白光的单缝衍射图样: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．单缝衍射和双缝干涉的区别种类单缝衍射双缝干涉图样

不同点产生条件一列光通过足够小的狭缝(发生明显衍射)频率相同的两列光波相遇叠加条纹宽度条纹宽度不等,中央条纹最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度中央条纹最亮,越向两侧条纹越暗各条纹亮度基本相同相同点干涉、衍射都是波特有的现象,属于波的叠加;干涉、衍射都有明暗相间的条纹圆孔衍射图样圆孔衍射AB②当挡板AB上的圆孔很小时,光屏上出现图所示的衍射图样①如图所示,当挡板AB上的圆孔较大时,光屏上出现图甲所示的情形,无明显的衍射现象发生;衍射图样：以中央最亮的光斑为圆心的逐渐变暗的不等距的同心圆光的衍射原理在单缝衍射和圆孔衍射的照片中，都有一些亮条纹和暗条纹。这是由于来自单缝或圆孔上不同位置的光，通过缝或孔之后叠加时加强或者削弱的结果。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。大头针尖时的衍射结论：光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的。但是，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的时候，衍射现象十分明显，这时就不能说光沿直线传播了。钢针的衍射刀片的衍射圆屏衍射圆屏衍射（泊松亮斑）在光束中放一个不透明圆盘,在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。泊松亮斑实验中常用的圆屏直径一般在0.1–1mm

泊松亮斑趣事

1818年，法国的巴黎科学院为了鼓励对衍射问题的研究，悬赏征集这方面的论文。一位年轻的物理学家菲涅耳在论文中按照波动说深入研究了光的衍射。当时的另一位法国科学家泊松是光的波动说的反对者，他按照菲涅耳的理论计算了光在圆盘后的影的问题，发现对于一定的波长、在适当的距离上，影的中心会出现一个亮斑！泊松认为这是荒谬可笑的，并认为这样就驳倒了光的波动说。但是，就在竞赛的关键时刻，评委阿拉果在实验中观察到了这个亮斑,这样，泊松的计算反而支持了光的波动说。后人为了纪念这个有意义的事件，把这个亮斑称为泊松亮斑，也称为阿拉果亮斑。

用点燃的蜡烛照亮一个带有圆孔的遮光板，当圆孔的直径由数厘米逐渐减小为零的过程中,位于遮光板后面的屏上将依次出现的现象是：________；____________；______________；_____．圆形亮斑烛焰倒立的像明暗相间的圆环无直线传播小孔成像小孔衍射无光衍射光栅2．衍射图样的特点：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加。1.结构：由大量的等宽等间距的平行狭缝（或反射面）构成的光学元件。狭缝的个数越多，衍射条纹的宽度越窄，亮度越亮。衍射光栅3.衍射光栅的种类（2）反射光栅：在高反射率的金属上刻痕。（1）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。衍射现象的利用（1）衍射光栅是一种非常重要的光学元件，它通过有规律的结构，使入射光的振幅、相位受到周期性的空间调制。光通过光栅衍射可以产生明亮尖锐的条纹，狭缝越多明纹越细且越明亮，若是复色光入射则可产生光谱，因此利用光栅的这个特点可制作衍射光栅光谱仪来进行光谱分析。衍射现象的利用（2）衍射图样和障碍物的结构有着一一对应的关系，而且衍射图样对精细结构有一种相当敏感的“放大”作用，因此可利用衍射图样分析结构。例如:X光的衍射是测定晶体结构的重要方法。右图是弗兰克林利用X射线衍射拍的DNA分子，DNA的双螺旋结构模型就是根据这些照片得出的，这是生物学史上划时代的事件，它宣告了分子生物学的诞生。衍射现象的弊端由于衍射，被观察物体上的一个光点经过透镜后不再汇聚成一个光点，而形成一个光斑，这样物体的像就模糊了，进而影响了显微镜的分辨本领。为了减小衍射现象的影响就得采用波长比可见光还短的波，电子显微镜应运而生。3．在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，分别得到如下四幅图样，以下说法正确的是（

）A．甲是双缝干涉图样、丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样B．乙是单缝衍射图样、丙是小圆板“泊松亮斑”衍射图样C．甲是双缝干涉图样、丁是小圆孔衍射图样D．乙是双缝干涉图样、丙是小圆孔衍射图样A2.一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