4.5 光的衍射 课件-高二上学期物理人教版选择性必修第一册

第四章光第五节光的衍射问题1:什么是波的衍射现象？问题2:发生明显衍射的条件是什么？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.障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小。温故知新既然光也是一种波，那么应该也会产生衍射现象？为什么平时我们看到的光是沿的直线传播的？S课堂引入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，我们看到，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。但是，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。一、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。思考：如何让衍射现象更明显呢？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。一、光的衍射

声音的波长比光的波长大的多，更容易发生明显衍射，即更容易绕过障碍物向前传播。为什么平时隔墙可以听见别人的声音却看不到人？思考：各种颜色的光波衍射图象一样吗？一、光的衍射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；二、单缝衍射条纹单色光单缝衍射图样的特点：1.波长一定时，单缝越窄,中央条纹越宽，各条纹间距越大．(衍射越明显)2.单缝不变时，波长大的中央亮纹越宽，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．二、单缝衍射条纹单色光单缝衍射图样的规律：干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱较慢。衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。三、单缝衍射与双缝干涉条纹的比较干涉衍射相同点都是由于光的叠加而产生的中央均为明纹，明暗相间，对称分布不同点条纹等间距条纹不等间距条纹的亮度差别较小中央条纹亮而宽，两侧条纹较暗较窄条纹数量较多条纹数量较少利用图a所示的装置，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到图b中甲和乙两种图样。则（）A．甲对应单缝，乙对应双缝B．甲对应双缝，乙对应单缝C．都是单缝，甲对应的缝宽较大D．都是双缝，甲的双缝间距较大典例分析【正确答案】A如图所示的四幅明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹).则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是（）A.红黄蓝紫B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄D.蓝黄红紫典例分析【正确答案】B四、圆孔衍射AS1.孔较大时——屏上出现清晰的光斑几乎沿直线传播四、圆孔衍射2.孔较小时——屏上出现衍射花样（亮暗相间的不等间距的圆环，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）以中央最亮的光斑为圆心的逐渐变暗的不等距的同心圆四、圆孔衍射S四、圆孔衍射五、圆盘衍射

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，历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．实验：在光束中放一个不透明圆盘现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。泊松亮斑中心有小亮斑五、圆盘衍射不同点：圆孔衍射圆盘衍射相同点：均是明暗相间的光环,中心均有亮斑圆孔衍射中心亮斑较大,而泊松亮斑较小拓展1：圆孔衍射与圆盘衍射

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．圆屏衍射圆孔衍射钢针的衍射拓展2：光的衍射现象六、衍射光栅是大量的等宽等间距的平行狭缝（或反射面）构成的光学元件。1.光栅：2.光栅种类：(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。六、衍射光栅(2)反射光栅：在高反射率的金属上刻痕3.条纹特点：增加狭缝的个数，条纹宽度变窄，亮度增加。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