光的衍射 【備課 精講 精研】 高二物理 （人教版2019選擇性必修第一冊）

§5光的衍射高二物理（人教版2019）選擇性必修第一冊第四章光復(fù)習(xí)與回顧：1.機(jī)械波發(fā)生明顯衍射的條件是什么？新課引入2.水波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，現(xiàn)象特征是什么？觀察與思考：新課引入

光的干涉現(xiàn)象反映了光的波動(dòng)性，說明光是一種波，為什么在日常生活中我們觀察不到光的衍射，而且常常說“光沿直線傳播”呢？光的衍射01衍射光柵02學(xué)習(xí)目標(biāo)新課講授光的衍射實(shí)驗(yàn)一、光的衍射

1.光的衍射：

光離開直線路徑繞過障礙物陰影里去的現(xiàn)象叫做光的衍射現(xiàn)象。

2.明顯衍射的條件：

障礙物或狹縫的尺寸比波長小或者跟波長相差不多。

3.物理意義：光的衍射現(xiàn)象證明光是一種波。

新課講授（1）單縫衍射條紋的特征4.單縫衍射①中央亮紋寬而亮②兩側(cè)條紋具有對稱性，亮紋較窄、較暗新課講授觀察下列衍射圖樣，分析衍射規(guī)律：不同縫寬的單縫衍射新課講授觀察下列衍射圖樣，分析衍射規(guī)律：不同色光的單縫衍射新課講授①波長一定時(shí)，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大．②單縫不變時(shí)，光波波長的（紅光）中央亮紋越寬，條紋間隔越大．③白光的單縫衍射條紋為中央亮，兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色，靠近光源的內(nèi)側(cè)為紫色．（2）不同色光或不同寬度單縫衍射條紋的特征新課講授光的干涉和衍射圖樣比較新課講授5.干涉條紋與衍射條紋的區(qū)別

（1）干涉：等距的明暗相間的條紋，亮條紋的亮度向兩邊減弱較慢。

（2）衍射：中央有一條較寬亮條紋，兩邊是對稱明暗相間的條紋，亮條紋的亮度向兩邊減弱得很快。

（雙縫）干涉圖樣（單縫）衍射圖樣雙縫間距越小，條紋間距越大單縫寬度越小，條紋間距越大（單色光）波長越小，條紋間距越?。▎紊猓┎ㄩL越小，條紋間距越小單色光形成明暗條紋，白光形成彩色條紋單色光形成明暗條紋，白光形成彩色條紋新課講授6.各類孔的衍射現(xiàn)象

新課講授圓盤衍射實(shí)驗(yàn)新課講授(1)實(shí)驗(yàn)：光經(jīng)一個(gè)不透明圓盤。(2)現(xiàn)象：在不透明圓盤的陰影后面，出現(xiàn)了一個(gè)亮斑。新課講授7.泊松亮斑新課講授8.光的直線傳播的條件

只有在障礙物的尺寸比光的波長大得多的情況下，光才可以看作是沿直線傳播的。新課講授用羽毛做光柵衍射實(shí)驗(yàn)二、衍射光柵

閱讀課本第99頁回答如下問題：新課講授(1)什么是衍射光柵？(2)光柵衍射圖樣特點(diǎn)與單縫衍射相比有怎樣的變化？由許多等寬的狹縫等距離排列起來形成的光學(xué)儀器。衍射圖樣特點(diǎn)與單縫衍射相比，衍射條紋的寬度變窄，亮度增加。課堂小結(jié)光的衍射光的衍射明顯衍射條件：障礙物或狹縫的尺寸比波長小或者跟波長相差不多。單縫衍射圖樣特征各類孔的衍射圖樣特征泊松亮斑衍射光柵1．關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．紅光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋B．白光的單縫衍射圖樣是白黑相間的直條紋C．光照到不透明小圓盤上出現(xiàn)泊松亮斑，說明發(fā)生了干涉D．光照到較大圓孔上出現(xiàn)大光斑，說明光沿著直線傳播，不存在光的衍射A課堂練習(xí)【答案】A【詳解】AB．紅光照到狹縫上產(chǎn)生的衍射圖樣是紅暗相間的直條紋，白光的衍射圖樣是彩色條紋，故A正確，B錯(cuò)誤；C．光照到不透明小圓盤上，在其陰影中心處出現(xiàn)亮點(diǎn)，是衍射現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；D．光照到大圓孔上出現(xiàn)大光斑，大光斑的邊緣模糊，正是光的衍射造成的，不能認(rèn)為不存在衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。故選A。課堂練習(xí)2．研究光的波動(dòng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)中光屏上得到了如圖乙所示的圖樣。下列說法正確的是（）A．擋板上有兩條平行的狹縫B．減小激光器和狹縫間的距離，中央亮條紋將變窄C．增大狹縫和光屏間的距離，中央亮條紋將變窄D．將紅色激光換成藍(lán)色激光，中央亮條紋將變窄D課堂練習(xí)【答案】D【詳解】A．由圖乙條紋特點(diǎn)可知是衍射條紋，即擋板上有一條狹縫，故A錯(cuò)誤；BCD．因?yàn)閱慰p衍射形成的條紋間距與單縫寬度、縫到屏的距離以及光的波長有關(guān)，與激光器和狹縫間的距離無關(guān)，即減小激光器和狹縫間的距離，中央亮條紋寬度將不變；增大狹縫和光屏間的距離，中央亮條紋將變寬；將紅色激光換成藍(lán)色激光，波長變短，則中央亮條紋將變窄。故BC錯(cuò)誤，D正確。故選D。課堂練習(xí)3．當(dāng)游客站在峨眉山山頂背向太陽而立，而前下方又彌漫云霧時(shí)，有時(shí)會(huì)在前下方的天幕上看到一個(gè)外紅內(nèi)紫的彩色光環(huán)，這就是神奇的“佛光現(xiàn)象”。佛光是一種奇特的自然現(xiàn)象，當(dāng)陽光照射較厚的云層時(shí)，日光射透云層后，會(huì)受到云層深處水滴或冰晶的反射，這種反射在穿過云霧表面時(shí)，在微小的水滴邊緣產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。那么，下述現(xiàn)象中與“佛光”現(xiàn)象成因相同的是（）A．雨后的彩虹B．孔雀羽毛在陽光下色彩斑斕C．路面上的油膜陽光下呈現(xiàn)彩色D．陽光照射下，樹影中呈現(xiàn)一個(gè)個(gè)小圓形光斑B課堂練習(xí)【答案】B【詳解】A．雨后的彩虹是因?yàn)楣獾恼凵?，故A錯(cuò)誤；B．只有孔雀羽毛在陽光下色彩斑斕是因?yàn)楣獾姆瓷浜脱苌涠纬傻模蔅正確；C．路面上的油膜是因?yàn)楦缮嫘纬傻?，故C錯(cuò)誤；D．陽光照射形成的光斑是因?yàn)楣獾闹本€傳播而形成的小孔成像，故D錯(cuò)誤。故選B。課堂練習(xí)4．下面四種現(xiàn)象中，不是由光的衍射現(xiàn)象造成的有（）A．通過游標(biāo)卡尺觀察兩卡腳間狹縫中發(fā)光的日光燈管，會(huì)看到平行的彩色條紋B．不透光圓片后面的陰影中心出現(xiàn)一個(gè)亮斑C．太陽光照射下，架在空中的電線在地面上不會(huì)留下影子D．用點(diǎn)光源照射小圓孔，后面屏上會(huì)出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán)C課堂練習(xí)【答案】C【詳解】A．通過游標(biāo)卡尺觀測兩卡腳間狹縫中發(fā)光的日光燈管，會(huì)看到平行的彩色條紋，是光的衍射；故A正確，不符合題意；B．不透光圓片后面陰影中心出現(xiàn)一個(gè)亮斑，即泊松亮斑，是光的衍射；故B正確，不符合題意；C．太陽光照射下，架在空中的電線在地面上不會(huì)留下影子，電線的直徑要比光的波長大很多，根本不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，地面上不留下電線的影子是因?yàn)楣庠幢容^大，障礙物比較小，在地面上形成偽本影區(qū)，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．用點(diǎn)光源照射小圓孔，后面屏上會(huì)出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán)，這是光的衍射，故C正確，不符合題意。故選C。課堂練習(xí)5．讓太陽光垂直照射一塊遮光板，板上有一個(gè)可以自由收縮的三角形孔，當(dāng)此三角形孔緩慢縮小直到完全閉合時(shí)，在孔后的屏上將先后出現(xiàn)（）A．由大變小的三角形光斑，直至光斑消失B．由大變小的三角形光斑，明暗相間的彩色條紋，直至條紋消失C．由大變小的三角形光斑，明暗相間的條紋，直至黑白色條紋消失D．由大變小的三角形光斑，圓心光斑，明暗相間的彩色條紋，直至條紋消失D課堂練習(xí)