人教版選修34光的衍射 課件（14張）.pptx

5 光的衍射 1 觀察光的衍射現(xiàn)象 知道什么是光的衍射及產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件 能用衍射知識對生活中的有關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行解釋和分析 2 初步了解衍射光柵 1 光的衍射現(xiàn)象光在傳播過程中 遇到障礙物或小孔時 光將偏離直線傳播的途徑而繞到障礙物后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象 2 常見的光的衍射現(xiàn)象 1 單縫衍射 單色光通過狹縫時 在屏幕上出現(xiàn)明暗相間的條紋 中央為亮條紋且中央條紋最寬最亮 其余條紋變窄變暗 白光通過狹縫時 在屏上出現(xiàn)彩色條紋 中央為白色條紋 2 圓孔衍射 光通過小孔時 孔很小 在屏上會出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán) 3 泊松亮斑 障礙物的衍射現(xiàn)象 各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射 使影的輪廓模糊不清 若在單色光傳播途中 放一個較小的圓形障礙物 會發(fā)現(xiàn)在陰影中心有一個亮斑 這就是著名的泊松亮斑 用單色光照射小孔 隨著圓孔的逐漸減小 屏上先后有何變化 提示 圓形亮斑 光源倒立的像 小孔成像 明暗相間的圓環(huán) 衍射圖樣 3 產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件在障礙物或小孔的尺寸可以跟光的波長相比 甚至比光的波長還要小的時候 就會出現(xiàn)明顯的衍射現(xiàn)象 4 光的衍射現(xiàn)象和光的直線傳播的關(guān)系光的直線傳播只是一種特殊情況 當(dāng)光的波長比障礙物或孔小得多時 光可以看成沿直線傳播 在孔或障礙物尺寸可以跟波長相比 甚至比波長還要小時 衍射現(xiàn)象就十分明顯 5 衍射光柵由許多等寬的狹縫等距離地排列起來形成的光學(xué)元件 狹縫的個數(shù)越多 衍射條紋的寬度越窄 亮度越大 一 二 三 一 光的直線傳播是一種特殊情況光的直線傳播是一種特殊情況 具體從以下兩個方面去理解 1 多數(shù)情況下 光照到較大的障礙物或小孔上時是按沿直線傳播的規(guī)律傳播的 在它們的后面留下陰影或光斑 如果障礙物 縫或小孔都小到與照射光的波長差不多或更小時 光就表現(xiàn)出明顯的衍射現(xiàn)象 在它們的后面形成泊松亮斑 明暗相間的條紋或圓環(huán) 2 光是一種波 衍射是它基本的傳播方式 但在一般情況下 由于障礙物都比較大 比起光的波長來說 衍射現(xiàn)象很不明顯 光的傳播可近似地看作是沿直線傳播 所以 光的直線傳播只是特殊情況 特別警示衍射是波特有的一種現(xiàn)象 光是一種波 所以會發(fā)生衍射 只是有的明顯 有的不明顯而已 一 二 三 二 光的雙縫干涉與單縫衍射的比較 一 二 三 特別警示干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象都是由于光波的疊加而產(chǎn)生的 對于衍射現(xiàn)象來說 小孔處的光源可以看成無數(shù)個子波源 它們在空間也會疊加 振動加強(qiáng)的點(diǎn)產(chǎn)生明條紋 振動減弱的點(diǎn)產(chǎn)生暗條紋 干涉現(xiàn)象中每一個小孔 縫 也能發(fā)生衍射 衍射現(xiàn)象中各子光源也能發(fā)生干涉 即 干中有衍 衍中有干 我們稱雙縫為干涉 單縫或多縫為衍射 一 二 三 三 對單縫衍射圖樣的理解1 單縫衍射圖樣 單色光的單縫衍射圖樣是相互平行的明暗條紋 但各條紋的寬度和亮度不同 中央亮條紋最亮最寬 從中央亮條紋向外 亮條紋的亮度和寬度迅速減小 2 用單色光照射狹縫 在狹縫較寬時 屏上出現(xiàn)一條亮條紋 且縫越窄 亮條紋也越窄 因為此時狹縫寬度比波長大很多 光是沿直線傳播的 當(dāng)狹縫很窄時 屏中央出現(xiàn)一條比狹縫寬度大很多的亮條紋 兩側(cè)出現(xiàn)明暗相間 但間距和亮度不等的條紋 當(dāng)狹縫更窄時 中央亮條紋更寬 兩側(cè)亮條紋離中央亮條紋更遠(yuǎn) 產(chǎn)生了明顯的衍射現(xiàn)象 一 二 三 特別警示 縫變寬 衍射角增大 距離增大 能量消耗增大 而光能分布的范圍變寬 所以亮條紋的亮度降低 中央亮條紋的寬度及條紋間距跟入射光的波長及單縫寬度有關(guān) 入射光波長越長 單縫越寬 中央亮條紋的寬度及條紋間距離就越大 用白光做單縫衍射時 中央亮條紋是白色的 兩邊是彩色條紋 中央亮條紋仍然最寬 最亮 其中最靠近中央的色光是紫光 最遠(yuǎn)離中央的是紅光 類型一 類型二 光的衍射現(xiàn)象 例1 在單縫衍射實驗中 下列說法中正確的是 a 將入射光由黃色換成綠色 衍射條紋間距變窄b 使單縫寬度變小 衍射條紋間距變窄c 換用波長較長的光照射 衍射條紋間距變寬d 增大單縫到屏的距離 衍射條紋間距變寬點(diǎn)撥 衍射條紋的寬度與 d l有關(guān) l增大 則間距增大 縫寬d變小 則間距增大 類型一 類型二 解析 當(dāng)單縫寬度一定時 波長越長 衍射現(xiàn)象越明顯 即光偏離直線傳播的路徑越遠(yuǎn) 條紋間距也越大 當(dāng)光的波長一定時 單縫寬度越小 衍射現(xiàn)象越明顯 條紋間距越大 光的波長一定 單縫寬度也一定時 增大單縫到屏的距離 衍射條紋間距也會變寬 故選項a c d正確 答案 acd題后反思障礙物的尺寸可以跟光的波長相比或比光的波長還要小時能產(chǎn)生明顯的衍射 對同樣的障礙物 波長越長的光 衍射現(xiàn)象越明顯 對某種波長的光 障礙物越小 衍射現(xiàn)象越明顯 類型一 類型二 觸類旁通在單縫衍射實驗中 若人用眼睛在光屏處直接觀察 現(xiàn)象是否一樣 提示 通過光屏觀察衍射條紋與用眼睛直接觀察衍射條紋的情況是有所不同的 當(dāng)單縫到屏的距離增大時 屏上條紋間距變大 亮度變?nèi)?條紋數(shù)目不變 屏足夠大 如果用眼睛直接觀察 眼睛必須靠近單縫 當(dāng)略微增大眼睛與單縫距離時 觀察到的條紋間距也會略大而條紋數(shù)目將減少 因為眼睛的受光面很小 相當(dāng)于光屏很小 所以當(dāng)眼睛與單縫的距離過大時 就觀察不到衍射條紋 類型一 類型二 對光的干涉和衍射現(xiàn)象的認(rèn)識 例2 關(guān)于光的干涉和衍射現(xiàn)象 下列說法正確的是 a 光的干涉現(xiàn)象遵循波的疊加原理 衍射現(xiàn)象不遵循波的疊加原理b 光的干涉條紋是彩色的 衍射條紋是黑白相間的c 光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動性 光的衍射現(xiàn)象不能說明這一點(diǎn)d 光的干涉和衍射現(xiàn)象都是光波疊加的結(jié)果點(diǎn)撥 準(zhǔn)確理解光的干涉與衍射現(xiàn)象的產(chǎn)生原因 條紋形狀與特點(diǎn)等內(nèi)容是正確分析本題的關(guān)鍵 類型一 類型二 解析 光的干涉現(xiàn)象和光的衍射現(xiàn)象都是波的特有現(xiàn)象 都是光波