光的衍射+高二上學期物理人教版（2019）選擇性必修1

4.５光的衍射選擇性必修第一冊&第四章

光課堂引入問題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？

障礙物或孔的尺寸跟波長差不多或比波長小。波長越長、孔越小、衍射越明顯。

波在它傳播的方向上遇到障礙物或孔時，波繞到障礙物陰影里去繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。問題3:為什么日常生活中很難觀察到光的衍射？可見光的波長很短（大約400nm-780nm）知識回顧1.定義：光離開直線傳播路徑繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象.2.衍射圖樣：衍射時產(chǎn)生的明暗條紋叫衍射圖樣.3.衍射的原因：

也是光波相互疊加的結(jié)果，加強區(qū)為亮條紋，減弱區(qū)為暗條紋?！肮饩€”拐彎了！一、光的衍射4.發(fā)生明顯衍射條件：

障礙物或者狹縫尺寸足夠小光的衍射有什么樣的特點？一、光的衍射條紋特點：①中央寬（亮）兩邊窄（暗）、明暗相間。②波長一定時，單縫越窄—中央亮紋越寬。③縫寬一定時，波長越大—中央亮紋越寬。④白光的單縫衍射條紋中央為白色亮紋且外側(cè)呈紅色,兩側(cè)邊緣為彩色條紋。一、光的衍射－單縫衍射單縫衍射雙縫干涉的比較不同點：（1）條紋寬度（2）亮度（3）條紋間距一、光的衍射－單縫衍射單縫衍射雙縫干涉的比較`一、光的衍射－單縫衍射【典例1】多選）圖為紅光或紫光通過雙縫或單縫所呈現(xiàn)的圖樣，則()A．甲為紅光的衍射圖樣 B．乙為紫光的干涉圖樣C．丙為紅光的衍射圖樣D．丁為紫光的干涉圖樣BC思考：只有單縫才會發(fā)生衍射嗎？一、光的衍射－單縫衍射二、圓孔衍射AS1.孔較大時——屏上出現(xiàn)清晰的光斑幾乎沿直線傳播二、圓孔衍射2.孔較小時——屏上出現(xiàn)衍射花樣（亮暗相間的不等間距的圓環(huán)，這些圓環(huán)的范圍遠遠超過了光沿直線傳播所能照明的范圍）原因:來自單縫或圓孔上不同位置的光，在屏上疊加的結(jié)果.以中央最亮的光斑為圓心的逐漸變暗的不等距的同心圓二、圓孔衍射圓孔衍射圖樣特點：（1）明暗相間的環(huán)狀條紋，中央為圓形亮斑；中央亮斑亮度大，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；（2）白光：中央亮斑為白色，周圍是彩色圓環(huán)。二、圓孔衍射光遇到不透明的障礙物會出現(xiàn)什么情況呢？光是否可以繞過障礙物呢，跑到影子里面去呢？三、圓盤衍射三、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，歷史上曾有一個著名的衍射圖樣——泊松亮斑．實驗：在光束中放一個不透明圓盤現(xiàn)象：在不透明圓盤的陰影后面，出現(xiàn)了一個亮斑。泊松亮斑中心有小亮斑三、圓盤衍射圓

衍射圓

衍射圓盤和小圓孔的衍射圖樣對比相同點：均是

的光環(huán),中心均有

.不同點：①圓孔衍射中心亮斑較

,而泊松亮斑較

；②圓孔衍射亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而

,

圓盤衍射亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而

；③圓孔衍射的背景是

的,而圓盤衍射圖樣中的背景是

的。大小增大減小黑暗明亮明暗相間亮斑孔盤三、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．圓屏衍射圓孔衍射鋼針的衍射三、圓盤衍射1.定義：衍射光柵的結(jié)構由許多等寬的狹縫等距離排列起來形成的光學儀器．2.特點：衍射圖樣特點與單縫衍射相比，衍射條紋的寬度變窄，亮度增加．衍射光柵的種類:

光柵和

光柵。反射透射四、衍射光柵(1)透射光柵:在玻璃片上刻有許多等寬而又間距相等的平行刻痕，刻痕產(chǎn)生漫反射而不太透光，未刻的部分相當于透光的狹縫,一般每毫米有幾十到幾千個狹縫。(2）反射光柵:在高反射率的金屬上刻痕。四、衍射光柵【典例2】在光的傳播方向上分別放置單縫、雙縫、小圓孔和小圓板后，分別得到如下四幅圖樣，以下說法正確的是（）A．甲是雙縫干涉圖樣、丁是小圓板“泊松亮斑”衍射圖樣B．乙是單縫衍射圖樣、丙是小圓板“泊松亮斑”衍射圖樣C．甲是雙縫干涉圖樣、丁是小圓孔衍射圖樣D．乙是雙縫干涉圖樣、丙是小圓孔衍射圖樣【正確答案】A課堂練習學以致用圓盤衍射光的衍射圓孔衍射明顯衍射條件：縫的尺寸接近波長或比波長還要小均是明暗相間的光環(huán),中心均有亮斑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；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．衍射：光離開直線傳播路徑繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象叫光的衍射現(xiàn)象。課堂小結(jié)【典例1】（2022·上海嘉定·二模）利用圖a所示的裝置，觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象，在光屏上得到圖b中甲和乙兩種圖樣。則（）A．甲對應單縫，乙對應雙縫B．甲對應雙縫，乙對應單縫C．都是單縫，甲對應的縫寬較大D．都是雙縫，甲的雙縫間距較大【正確答案】A課堂練習【典例2】（2022·重慶八中高二階段練習）如圖，在大山后面的屋舍聽廣播（信號波長為

）要比看電視（信號波長為

）的效果好，這是由于（）A．廣播信號更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 B．電視信號更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C．廣播信號更容易發(fā)生明顯的干涉現(xiàn)象 D．電視信號更容易發(fā)生明顯的干涉現(xiàn)象【正確答案】A課堂練習【典例3】(多選)下列光學現(xiàn)象，可以用干涉原理解釋的是（）

A．甲圖透過汽車擋風玻璃拍攝出車內(nèi)物品的照片很模糊B．乙圖用黃光照射形成的牛頓環(huán)條紋C．丙圖用紅光照射大頭針形成模糊的條紋D．丁圖用綠光照射雙縫后形成的條紋【正確答案】BD課堂練習【典例4】如圖所示的四幅明暗相間的條紋，分別是紅光、藍光各自通過同一個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.紅黃藍紫B.紅紫藍黃C.藍紫紅黃D.藍黃紅紫【正確答案】B課堂練習【典例5】用點燃的蠟燭照亮一個帶有圓孔