【公開課】光的衍射+課件高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊+

第四章光5、光的衍射CONTENTS0102單縫衍射條紋0304目標(biāo)圓孔、圓盤衍射光的衍射05典

型

例

題衍

射

光

柵問題1:什么是波的衍射現(xiàn)象？問題2:發(fā)生明顯衍射的條件是什么？波在它傳播的方向上遇到障礙物或孔時(shí)，波繞到障礙物陰影里去繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫波的衍射.障礙物或孔的尺寸跟波長差不多或比波長小。問題3:光是一種波為什么我們都說光沿直線傳播呢？狹縫、障礙物的尺寸相比于光的波長太大了思考：你覺得怎樣才能觀察到明顯的光的衍射現(xiàn)象？障礙物或狹縫的尺寸很小，跟光的波長差不多或比光波長還小380nm~780nm一、光的衍射1.光的衍射：光離開直線傳播路徑繞到障礙物陰影里的現(xiàn)象叫光的衍射現(xiàn)象2.光的明顯衍射條件：障礙物或狹縫的尺寸小于波長或者和波長差不多。注：同樣的障礙物，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，同種光，障礙物越小，衍射現(xiàn)象越明顯

對于同樣的障礙物，聲音的波長比光的波長大的多，更容易發(fā)生明顯衍射，即更容易繞過障礙物向前傳播。思考：為什么平時(shí)隔墻可以聽見別人的聲音卻看不到人？二、單縫衍射

在擋板上安裝一個(gè)寬度可調(diào)的狹縫，縫后放一個(gè)光屏。用單色平行光照射狹縫，我們看到，當(dāng)縫比較寬時(shí)，光沿著直線通過狹縫，在屏上產(chǎn)生一條與縫寬相當(dāng)?shù)牧翖l紋。但是，當(dāng)縫調(diào)到很窄時(shí)，盡管亮條紋的亮度有所降低，但是寬度反而增大了，而且還出現(xiàn)了明暗相間的條紋。1.條紋不等間距；2.中央條紋亮而寬；3.兩側(cè)條紋較暗較窄，對稱分布；紅光a=0.8mm紅光a=0.4mm4.波長一定時(shí)，單縫越窄，現(xiàn)象越明顯1、單縫衍射圖樣的特點(diǎn)：不同顏色的光，縫寬一致時(shí)，單縫衍射圖樣是否相同？

2.不同顏色光的衍射圖樣：②白光的單縫衍射條紋中央亮，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．①

單縫不變，波長越大，衍射越明顯，中央亮紋越寬。如果用白色光進(jìn)行單縫衍射實(shí)驗(yàn)，衍射條紋是什么樣？光的干涉和衍射圖樣比較雙縫干涉與單縫衍射圖樣有啥不同？名稱項(xiàng)目單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)產(chǎn)生條件障礙物或孔的尺寸比波長小或跟波長差不多頻率、振動方向相同，相位差恒定的兩列光波相遇疊加條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等，越靠外條紋間距越小各相鄰條紋等間距亮度中間條紋最亮，兩邊變暗清晰條紋，亮度基本相等相同點(diǎn)成因干涉、衍射都有明暗相間的條紋，條紋都是光波疊加結(jié)果意義干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，表明光是一種波

A

例2、如圖所示的四幅明暗相間的條紋，分別是紅光、藍(lán)光各自通過同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋).則在下面的四幅圖中從左到右排列，亮條紋的顏色依次是（

）

A.紅黃藍(lán)紫 B.紅紫藍(lán)黃C.藍(lán)紫紅黃 D.藍(lán)黃紅紫BAS

1、孔較大時(shí)——屏上出現(xiàn)清晰的光斑幾乎沿直線傳播三、圓孔衍射2、

孔較小時(shí)——屏上出現(xiàn)衍射圖樣（亮暗相間的不等間距的圓環(huán)，這些圓環(huán)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了光沿直線傳播所能照明的范圍）

以中央最亮的光斑為圓心的逐漸變暗的不等距的同心圓3.圓孔衍射圖樣的兩個(gè)特點(diǎn)a．單色光的圓孔衍射圖樣中央亮圓的亮度大，外面是明暗相間的不等距的圓環(huán)．越向外，亮環(huán)亮度越低．b．白光的圓孔衍射圖樣中央亮圓為白色，周圍是彩色圓環(huán)．圓孔衍射現(xiàn)象不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的物體都能使光發(fā)生衍射，歷史上曾有一個(gè)著名的衍射圖樣——泊松亮斑．實(shí)驗(yàn)：在光束中放一個(gè)不透明圓盤現(xiàn)象：在不透明圓盤的陰影后面，出現(xiàn)了一個(gè)亮斑。泊松亮斑中心有極小亮斑四、圓盤衍射1818年，法國的巴黎科學(xué)院為了鼓勵(lì)對衍射問題的研究，懸賞征集這方面的論文。一位年輕的物理學(xué)家菲涅耳在論文中按照波動說深入研究了光的衍射當(dāng)時(shí)的另一位法國科學(xué)家泊松是光的波動說的反對者，他按照菲涅耳的理論計(jì)算了光在圓盤后的影的問題，發(fā)現(xiàn)對于一定的波長、在適當(dāng)?shù)木嚯x上，影的中心會出現(xiàn)一個(gè)亮斑！泊松認(rèn)為這是荒謬可笑的，并認(rèn)為這樣就駁倒了光的波動說。但是，就在競賽的關(guān)鍵時(shí)刻，評委阿拉果在實(shí)驗(yàn)中觀察到了這個(gè)亮斑（圖），這樣，泊松的計(jì)算反而支持了光的波動說。后人為了紀(jì)念這個(gè)有意義的事件，把這個(gè)亮斑稱為泊松亮斑，也稱為阿拉果亮斑。不同點(diǎn)：③圓孔衍射的背景是黑暗的,而圓盤衍射圖樣中的背景是明亮的。②圓孔衍射亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而增大,圓盤衍射亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而減??；圓孔衍射圓盤衍射相同點(diǎn)：均是明暗相間的光環(huán),中心均有亮斑①圓孔衍射中心亮斑較大,而泊松亮斑較小；圓孔衍射與圓盤衍射不只是狹縫和圓孔，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，其原因是光通過物體的邊緣而發(fā)生衍射的結(jié)果．拓展2：光的衍射現(xiàn)象例3．在一次觀察光衍射的實(shí)驗(yàn)中，觀察到如圖1所示的清晰的明暗相

間的圖樣，那么障礙物應(yīng)是（黑線為暗紋）()A．很小的不透明的圓板B．很大的中間