高中物理 第13章 第5节 光的衍射课件 新人教版选修3-4

第五节　光的衍射\n课前自主学案核心要点突破课堂互动讲练课标定位知能优化训练第五节　光的衍射\n课标定位学习目标：1.知道光的衍射现象及衍射条件．2.了解光的波动性．\n1．光发生衍射时，中央条纹，衍射条纹．2．对衍射现象的研究表明，我们平时说的“光沿直线传播”只是一种，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时，现象十分明显，这时就不能说光沿直线传播了．3．实验表明，如果增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度将，亮度将．最宽最亮宽窄不同特殊情况衍射变窄增加课前自主学案\n(1)衍射现象：光波能够绕过障碍物而到达“阴影”区域的现象．(2)产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多．说明：①光的干涉现象表明光是一种波，由于衍射是波的特点，则光能够衍射，因此，光能够绕过障碍物或通过小孔进入几何阴影区而传播，即发生衍射现象．②可见光的波长范围：10－6m～10－7m，由发生明显衍射现象的条件可知，光的衍射现象不易观察．\n光波和声波都是波，可是日常生活中常发生“闻其声不见其人”的现象，原因何在？\n解析：光波和声波都是波，都具有波的特性，都能发生干涉、衍射等现象，但是波发生明显衍射现象是有条件的，即障碍物(或缝、孔)的尺寸与波长相差不多或者比波长更小．声波的波长较长(约几米到十几米)，与障碍物(房屋的墙壁、门缝等)的尺寸可以相比，能产生明显衍射故能“闻其声”；而光波的波长很短(370～750nm)，比通常的障碍物的尺寸小得多，因此不能产生明显衍射现象，故“不见其人”.\n(1)单缝衍射单缝衍射图样的特点①单色光的单缝衍射图样是明暗相间、亮度越来越暗且不等距的条纹，中央是亮纹，亮度大，宽度也大；波长越长，条纹间距越大，中央亮纹越宽；②白光的单缝衍射图样中央是白色亮纹，两边是彩色条纹，其中最靠近中央亮纹的色光是紫光，最远离中央的是红光．\n(2)圆孔衍射①单色光的圆孔衍射图样中央亮纹的亮度大，外面是明暗相间的不等距的圆环，越向外，亮环亮度越低；②白光的圆孔衍射图样中央亮纹为白色，周围是彩色圆环．(3)泊松亮斑——障碍物的衍射现象各种不同形状的障碍物也能使光发生衍射，使影的轮廓模糊不清．若在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑．\n特别提醒：只有圆孔足够小时，才能得到明显的衍射图样．在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏依次得到几种不同现象——圆形亮斑(光的直线传播)、光源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍射图样)、完全黑暗．\n如图所示的四个图形中哪个是著名的泊松亮斑的衍射图样()答案：B\n名称项目单缝衍射双缝干涉不同点产生条件障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多频率、振动方向相同，相位差恒定的两列光波相遇叠加条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等，越靠外条纹间距越小各相邻条纹等间距亮度中间纹最亮，两边变暗清晰条纹，亮度基本相等相同点成因干涉、衍射都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或者削弱的结果意义干涉、衍射都是波特有的现象，表明光是一种波\n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．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．它是由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学仪器．\n\n观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，看到的现象是()A．衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显B．衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强D．以上现象都不会发生\n解析：观察衍射图样发现：狭缝的宽度逐渐变小，衍射现象越明显，衍射条纹间距变大．本题是缝宽增大，所以选项A正确．答案：A点评：缝越窄，衍射现象越明显．\n关于光的衍射现象，下面说法正确的是()A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C．光照到不透光小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射\n答案：AC解析：单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹．白光的衍射图样是彩色条纹．光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现亮点，是衍射现象．光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项中屏上大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象.\n(2010·江苏常州中学高二检测)抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同，则下列描述正确的是()①这是利用光的干涉现象②这是利用光的衍射现象③如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了④如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了A．①③B．②④C．①④D．②③\n解析：上述现象符合光的衍射产生的条件，故②正确；由衍射产生的条件可知：丝越细衍射现象越明显，故④也正确．答案：B点评：解此类题时要注意题目所给的信息，如此题中的“激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同”，可立即判断此为衍射现象，再从衍射角度上推断出其他选项的正确性．\n我们经常看到，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们的视觉反应外，还有一个重要的原因，这个原因是()A．红光比其他色光更容易发生衍射B．红光比其他可见光更容易发生干涉C．红光比其他可见光频率更大D．红光比其他可见光在玻璃中的折射率小答案：A