13.5光的衍射[春苗教育]

1、13.5 13.5 光的衍射光的衍射 1優(yōu)講借鑒 紅光波長(zhǎng)最紅光波長(zhǎng)最大大，紫光波長(zhǎng)最，紫光波長(zhǎng)最小小 復(fù)習(xí)復(fù)習(xí) 1、光的干涉圖樣有何特征？、光的干涉圖樣有何特征？ 2、不同顏色的光相鄰條紋間距有何不同？、不同顏色的光相鄰條紋間距有何不同？ 3、光的顏色由什么決定的呢？、光的顏色由什么決定的呢？ 2優(yōu)講借鑒 1 1、光的顏色是由光的頻率決定的光的顏色是由光的頻率決定的 2 2、不同頻率的色光在真空中波速相同，在介質(zhì)、不同頻率的色光在真空中波速相同，在介質(zhì) 中波速不同中波速不同 3 3、同一色光在不同介質(zhì)中，頻率（顏色）不變，、同一色光在不同介質(zhì)中，頻率（顏色）不變， 波長(zhǎng)和波速都要改變波長(zhǎng)和波

2、速都要改變 4 4、在同一介質(zhì)中，頻率越高，波速越小、在同一介質(zhì)中，頻率越高，波速越小 幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào)幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào) 3優(yōu)講借鑒 思考問(wèn)題：思考問(wèn)題：1什么是波的衍射現(xiàn)象？什么是波的衍射現(xiàn)象？ 當(dāng)波在它傳播的方向上遇到當(dāng)波在它傳播的方向上遇到 障礙物或孔時(shí)，波繞到障礙物障礙物或孔時(shí)，波繞到障礙物 陰影里去繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫波陰影里去繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫波 的衍射的衍射. 思考問(wèn)題：思考問(wèn)題：能夠發(fā)生明顯能夠發(fā)生明顯 衍射的條件是什么？衍射的條件是什么？ 一切波都能發(fā)生衍射，通過(guò)衍射把能量傳一切波都能發(fā)生衍射，通過(guò)衍射把能量傳 到陰影區(qū)域，能夠發(fā)生到陰影區(qū)域，能夠發(fā)生明顯衍射明顯衍射的條件是的條件是障障 礙物或孔

3、的尺寸跟波長(zhǎng)差不多或比波長(zhǎng)小。礙物或孔的尺寸跟波長(zhǎng)差不多或比波長(zhǎng)小。 4優(yōu)講借鑒 思考問(wèn)題：思考問(wèn)題：3.干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，光的干涉現(xiàn)象光的干涉現(xiàn)象 說(shuō)明了光具有波動(dòng)性，那么說(shuō)明了光具有波動(dòng)性，那么, ,光是否具有波動(dòng)性的另一特光是否具有波動(dòng)性的另一特 征征-光的衍射現(xiàn)象光的衍射現(xiàn)象呢？如果有衍射現(xiàn)象，呢？如果有衍射現(xiàn)象，為什么在日常為什么在日常 生活中我們沒(méi)有觀察到光的衍射現(xiàn)象呢？生活中我們沒(méi)有觀察到光的衍射現(xiàn)象呢？ 如果說(shuō)光是一種波如果說(shuō)光是一種波,則必有光的衍射現(xiàn)象存在則必有光的衍射現(xiàn)象存在!日常生日常生 活中我們沒(méi)有觀察到光的衍射現(xiàn)象活中我們沒(méi)有觀察到

4、光的衍射現(xiàn)象,也許是因?yàn)槿粘Ｉ钜苍S是因?yàn)槿粘Ｉ?中光傳播時(shí)遇到的中光傳播時(shí)遇到的障礙物或孔、縫的尺寸比光的波長(zhǎng)大障礙物或孔、縫的尺寸比光的波長(zhǎng)大 得多得多, ,光的衍射現(xiàn)象不明顯光的衍射現(xiàn)象不明顯,我們沒(méi)有注意到我們沒(méi)有注意到吧吧! ! 思考問(wèn)題：思考問(wèn)題：4. 根據(jù)這樣的說(shuō)法根據(jù)這樣的說(shuō)法,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室怎樣才能我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室怎樣才能觀觀 察到光的衍射現(xiàn)象呢？察到光的衍射現(xiàn)象呢？ 想方設(shè)法減小想方設(shè)法減小光傳播時(shí)遇到的光傳播時(shí)遇到的障礙物或孔、縫的尺寸障礙物或孔、縫的尺寸 大小大小! ! 5優(yōu)講借鑒 激激 光光 束束 調(diào)節(jié)狹調(diào)節(jié)狹 縫寬窄縫寬窄 狹縫狹縫 像像 屏屏 取一個(gè)不透光的屏，取一個(gè)

5、不透光的屏， 在它的中間裝上一個(gè)在它的中間裝上一個(gè) 寬度可以調(diào)節(jié)的狹縫，寬度可以調(diào)節(jié)的狹縫， 在縫后適當(dāng)距離處放在縫后適當(dāng)距離處放 一個(gè)像屏，用平行的一個(gè)像屏，用平行的 單色光照射。單色光照射。 調(diào)節(jié)的狹縫的寬窄，如果能在光屏上調(diào)節(jié)的狹縫的寬窄，如果能在光屏上觀察到比觀察到比 狹縫的寬度寬得多的亮區(qū)，狹縫的寬度寬得多的亮區(qū)，就證明了光的衍射現(xiàn)就證明了光的衍射現(xiàn) 象存在。象存在。 6優(yōu)講借鑒 光的衍射光的衍射 7優(yōu)講借鑒 單縫衍射條紋的特征單縫衍射條紋的特征 光的衍射光的衍射 1 1、中央亮紋寬而亮、中央亮紋寬而亮 2 2、兩側(cè)條紋具有對(duì)稱性，亮紋較窄、較暗、兩側(cè)條紋具有對(duì)稱性，亮紋較窄、較暗

6、8優(yōu)講借鑒 9優(yōu)講借鑒 觀察下列衍射圖樣，分析衍射規(guī)律：觀察下列衍射圖樣，分析衍射規(guī)律： 單縫衍射規(guī)律單縫衍射規(guī)律: 1 1、波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫、波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫越窄越窄, , 中央條紋中央條紋越寬越寬，各條紋間距，各條紋間距 越大越大( (衍射越明顯衍射越明顯) ) 2 2、單縫不變時(shí)，光波、單縫不變時(shí)，光波波長(zhǎng)越波長(zhǎng)越 長(zhǎng)長(zhǎng)的（紅光）中央亮紋的（紅光）中央亮紋越寬越寬， 條紋間隔條紋間隔越大越大 ( (衍射越明顯衍射越明顯) ) 3 3、白熾燈的單縫衍射條紋為、白熾燈的單縫衍射條紋為 中央亮紋中央亮紋, ,兩側(cè)為彩色條紋兩側(cè)為彩色條紋， 且且外外側(cè)呈側(cè)呈紅紅色，靠近光源的色，靠近光源的 內(nèi)內(nèi)

7、側(cè)為側(cè)為紫紫色色 10優(yōu)講借鑒 圓孔衍射圓孔衍射 11優(yōu)講借鑒 圓孔衍射圓孔衍射 12優(yōu)講借鑒 圓盤(pán)衍射圓盤(pán)衍射 泊松亮泊松亮 斑斑 不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的物體都能使光發(fā)不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的物體都能使光發(fā) 生衍射，以至使影的輪廓模糊不清，其原因是光通過(guò)物生衍射，以至使影的輪廓模糊不清，其原因是光通過(guò)物 體的邊緣而發(fā)生衍射的結(jié)果體的邊緣而發(fā)生衍射的結(jié)果 圓盤(pán)衍射圓盤(pán)衍射 圓孔衍射圓孔衍射鋼針的衍射鋼針的衍射 13優(yōu)講借鑒 泊松亮斑泊松亮斑 14優(yōu)講借鑒 15優(yōu)講借鑒 衍射現(xiàn)象 16優(yōu)講借鑒 衍射光柵衍射光柵 1.1.透射光柵透射光柵: :玻璃板上刻許多平行的刻痕玻璃板上刻許

8、多平行的刻痕. . 2.2.反射光柵反射光柵: :在高反射率的金屬上刻痕在高反射率的金屬上刻痕. . 生活中觀察衍射現(xiàn)象生活中觀察衍射現(xiàn)象: : 1.1.兩支鉛筆并攏形成一條狹縫對(duì)準(zhǔn)線光源兩支鉛筆并攏形成一條狹縫對(duì)準(zhǔn)線光源; ; 2.2.游標(biāo)卡尺兩測(cè)量爪并攏形成一條狹縫對(duì)游標(biāo)卡尺兩測(cè)量爪并攏形成一條狹縫對(duì) 準(zhǔn)線光源準(zhǔn)線光源; ; 3.3.用羽毛做光柵用羽毛做光柵 17優(yōu)講借鑒 練習(xí)練習(xí): 1、用一單色光源垂直照射帶有圓孔的不透明光屏，下、用一單色光源垂直照射帶有圓孔的不透明光屏，下 列幾種情況中，在小孔后面的光屏上各看到什么現(xiàn)象？列幾種情況中，在小孔后面的光屏上各看到什么現(xiàn)象？ （1）小孔的直

9、徑為）小孔的直徑為1cm （2）小孔的直徑為小孔的直徑為1mm （3）小孔的直徑為小孔的直徑為0.5 mm 與圓孔形狀相同的亮斑與圓孔形狀相同的亮斑 （這是光沿這是光沿直線傳播直線傳播的結(jié)果的結(jié)果） 單色光源倒立的像單色光源倒立的像 （這是這是小孔成像小孔成像，也是光沿直線傳播的結(jié)果，也是光沿直線傳播的結(jié)果） 衍射條紋衍射條紋（這是由于小孔尺寸與光波的波長(zhǎng)差不這是由于小孔尺寸與光波的波長(zhǎng)差不 多，光發(fā)生多，光發(fā)生衍射衍射的結(jié)果的結(jié)果） 18優(yōu)講借鑒 2、關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，下面說(shuō)法正確的是（、關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，下面說(shuō)法正確的是（ ） A、紅光的單縫衍射圖樣是紅黑相間的直條紋紅光的單縫衍射圖樣是紅

10、黑相間的直條紋 B、白光的單縫衍射圖樣是白黑相間的直條紋白光的單縫衍射圖樣是白黑相間的直條紋 C、光照到不透明小圓盤(pán)上出現(xiàn)泊松亮斑，說(shuō)明發(fā)生了光照到不透明小圓盤(pán)上出現(xiàn)泊松亮斑，說(shuō)明發(fā)生了 衍射衍射 D、光照到較大圓孔上出現(xiàn)大光斑光照到較大圓孔上出現(xiàn)大光斑, ,說(shuō)明光沿直線傳播，說(shuō)明光沿直線傳播， 光不會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象光不會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象 3、下面四種現(xiàn)象中、下面四種現(xiàn)象中,哪些不是光的衍射現(xiàn)象造成的哪些不是光的衍射現(xiàn)象造成的( ) A通過(guò)游標(biāo)卡尺觀測(cè)兩卡腳間狹縫中發(fā)光的日光燈管通過(guò)游標(biāo)卡尺觀測(cè)兩卡腳間狹縫中發(fā)光的日光燈管, 會(huì)看到平行的彩色條紋；會(huì)看到平行的彩色條紋； B不透光圓片后面的陰影中心出

11、現(xiàn)一個(gè)亮斑；不透光圓片后面的陰影中心出現(xiàn)一個(gè)亮斑； C太陽(yáng)光照射下，架在空中的電線在地面上不會(huì)留下太陽(yáng)光照射下，架在空中的電線在地面上不會(huì)留下 影子；影子； D用點(diǎn)光源照射小圓孔，后面屏上會(huì)出現(xiàn)明暗相間的用點(diǎn)光源照射小圓孔，后面屏上會(huì)出現(xiàn)明暗相間的 圓環(huán)圓環(huán) AC C 19優(yōu)講借鑒 4、關(guān)于衍射的下列說(shuō)法中正確的是：（、關(guān)于衍射的下列說(shuō)法中正確的是：（ ） A、衍射現(xiàn)象中條紋的出現(xiàn)是光疊加后產(chǎn)生的結(jié)果衍射現(xiàn)象中條紋的出現(xiàn)是光疊加后產(chǎn)生的結(jié)果 B、從雙縫干涉中也存在衍射現(xiàn)象從雙縫干涉中也存在衍射現(xiàn)象 C、一切波都很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象一切波都很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 D、影的存在是一個(gè)與衍射現(xiàn)

12、象相矛盾的客觀事實(shí)影的存在是一個(gè)與衍射現(xiàn)象相矛盾的客觀事實(shí) 5用紅光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果用不透光的紙用紅光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果用不透光的紙 遮住其中的一條縫，則屏上出現(xiàn)：（遮住其中的一條縫，則屏上出現(xiàn)：（ ） A無(wú)條紋，只是一片紅光；無(wú)條紋，只是一片紅光； B既無(wú)條紋，也不是一片紅光，而是光源的像既無(wú)條紋，也不是一片紅光，而是光源的像 C原干涉條紋形狀不變，只是亮度減弱原干涉條紋形狀不變，只是亮度減弱 D仍然有明暗相間的條紋，但與原來(lái)的不一樣仍然有明暗相間的條紋，但與原來(lái)的不一樣 AB D 20優(yōu)講借鑒 6下列甲組列出了波的一些現(xiàn)象和應(yīng)用，乙組列出了下列甲組列出了波的一些現(xiàn)象和應(yīng)用，乙

13、組列出了 波的一些屬性甲組：光學(xué)鏡頭上的增透膜；光導(dǎo)纖波的一些屬性甲組：光學(xué)鏡頭上的增透膜；光導(dǎo)纖 維通訊；窗外聽(tīng)到室內(nèi)的談話聲；雨后天空出現(xiàn)彩虹；維通訊；窗外聽(tīng)到室內(nèi)的談話聲；雨后天空出現(xiàn)彩虹； 黑板上的黑板上的“反光反光”現(xiàn)象乙組：現(xiàn)象乙組：a折射；折射；b反射；反射；c全反全反 射；射；d干涉；干涉；e衍射；衍射；f直接傳播與甲組各種現(xiàn)象或應(yīng)用直接傳播與甲組各種現(xiàn)象或應(yīng)用 相對(duì)應(yīng)的屬性，依次是乙組中的（相對(duì)應(yīng)的屬性，依次是乙組中的（ ） Adefab Bdafdb Cccfab Ddceab 7如圖，甲、乙為單色光通過(guò)窄縫后形成明暗相間的如圖，甲、乙為單色光通過(guò)窄縫后形成明暗相間的 兩種

14、條紋圖樣，下列判斷正確的是（兩種條紋圖樣，下列判斷正確的是（ ）（圖中條紋表示）（圖中條紋表示 明條紋）明條紋） A甲為單縫衍射的圖樣甲為單縫衍射的圖樣 B乙為雙縫干涉的圖樣乙為雙縫干涉的圖樣 C甲為雙縫干涉的圖樣甲為雙縫干涉的圖樣 D乙為單縫衍射的圖樣乙為單縫衍射的圖樣 D AB 21優(yōu)講借鑒 雙縫干涉圖樣特點(diǎn)： 單縫衍射圖象特點(diǎn)： 光的干涉和衍射圖樣的區(qū)別: 明暗相間、不等寬度不等亮度明暗相間、不等寬度不等亮度 明暗相間、等寬度等亮度明暗相間、等寬度等亮度 紅光 22優(yōu)講借鑒 小小 結(jié)結(jié): 單縫衍射條紋的特征單縫衍射條紋的特征: : 、中央亮紋寬而亮、中央亮紋寬而亮 、兩側(cè)條紋具有對(duì)稱性、兩側(cè)條紋具有對(duì)稱性, ,亮紋較窄亮紋較窄, ,較暗較暗 1 1、單縫衍射、單縫衍射 衍射規(guī)律衍射規(guī)律1 1、波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫