4.5光的衍射（教学课件）【教学无忧】高二物理备课（人教版2019选择性必修第一册）

4.5光的衍射人教版（2019）普通高中物理选择性必修第一册同步教学课件第四章光目录1光的衍射2衍射光栅

我们知道，波能够绕过障碍物发生衍射。例如，声音能够绕过障碍物传播。既然光也是一种波，为什么在日常生活中我们观察不到光的衍射，而且常常说“光沿直线传播”呢？观看视频，你能从中得到什么启发？学习任务一：光的衍射光离开直线传播路径绕到障碍物阴影里去的现象叫光的衍射现象。衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样。1.光的衍射S学习任务一：光的衍射2.光的明显衍射条件障碍物或孔的尺寸小于波长或者和波长差不多。学习任务一：光的衍射3.单缝衍射条纹（1）现象：如图所示，点光源S发出的光经过单缝后照射到光屏上，若缝较宽，则光沿直线传播，传播到光屏上的AB区域；若缝足够窄，则光不再沿直线传播而是传到几何阴影区，在AA′，BB′区出现亮暗相间的条纹，即发生了衍射现象．学习任务一：光的衍射3.单缝衍射条纹（2）单色光单缝衍射图样的特点：条纹不等间距；中央条纹亮而宽；两侧条纹较暗较窄，对称分布；红光a=0.8mm红光a=0.4mm学习任务一：光的衍射波长一定时，单缝越窄,中央条纹越宽，各条纹间距越大．(衍射越明显)单缝不变时，波长大的中央亮纹越宽，条纹间隔越大(衍射越明显)白光的单缝衍射条纹为中央亮,两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色．（3）单色光单缝衍射图样的规律：3.单缝衍射条纹学习任务一：光的衍射双缝干涉与单缝衍射图样有啥不同？问题干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱较慢。衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。（双缝）干涉图样（单缝）衍射图样双缝间距越小，条纹间距越大单缝宽度越小，条纹间距越大（单色光）波长越小，条纹间距越小（单色光）波长越小，条纹间距越小单色光形成明暗条纹，白光形成彩色条纹单色光形成明暗条纹，白光形成彩色条纹学习任务一：光的衍射学习任务一：光的衍射（1）孔较大时——屏上出现清晰的光斑AS几乎沿直线传播4.圆孔衍射学习任务一：光的衍射（2）

孔较小时——屏上出现衍射花样（亮暗相间的不等间距的圆环，这些圆环的范围远远超过了光沿直线传播所能照明的范围）以中央最亮的光斑为圆心的逐渐变暗的不等距的同心圆4.圆孔衍射学习任务一：光的衍射4.圆孔衍射（3）圆孔衍射图样的两个特点a．单色光的圆孔衍射图样中央亮圆的亮度大，外面是明暗相间的不

等距的圆环．越向外，亮环亮度越低．b．白光的圆孔衍射图样中央亮圆为白色，周围是彩色圆环．圆孔衍射现象学习任务一：光的衍射学习任务一：光的衍射圆孔衍射圆盘衍射圆盘和小圆孔的衍射图样有何不同？问题学习任务二：衍射光栅1.结构由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．2.衍射图样特点与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加．考点一：光的衍射【例题1】观察单缝衍射现象时,把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm,看到的现象是(

)A.衍射条纹的间距逐渐变小,衍射现象逐渐不明显B.衍射条纹的间距逐渐变大,衍射现象越来越明显C.衍射条纹的间距不变,只是亮度增强D.以上现象都不会发生答案:A解析:由单缝衍射实验的调整与观察可知,狭缝宽度越小,衍射现象越明显,衍射条纹越宽,条纹间距也越大,将缝调宽,现象向相反方向变化,故选项A正确。考点一：光的衍射【变式训练1】

(多选)在单缝衍射实验中,下列说法正确的是(

)A.将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变窄B.使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄C.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽答案:ACD解析:当单缝宽度一定时,波长越长,衍射现象越明显,即光偏离直线传播的路径越远,条纹间距也越大;当光的波长一定时,单缝宽度越小,衍射现象越明显,条纹间距越大;光的波长一定、单缝宽度也一定时,增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距也会变宽,故选项A、C、D正确。考点二：光的干涉和衍射的比较【例题2】如图所示,a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样,分析各图样的特点可以得出的正确结论是(

)A.a、b是光的干涉图样B.c、d是光的干涉图样C.形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短D.形成c图样的光的波长比形成d图样的光的波长短答案:A考点二：光的干涉和衍射的比较解析:干涉条纹是等间距的条纹,因此题图a、b是干涉图样,题图c、d是衍射图样,故A项正确,B项错误;由公式Δx=

λ可知,条纹宽的入射光的波长长,所以题图a图样的光的波长比题图b图样的光的波长长,故C项错误;图c的衍射现象比图d的衍射现象更明显,因此题图c图样的光的波长比题图d图样的光的波长长,故D项错误。科学思维本题考查了单缝衍射和干涉图样的特点,考查分辨能力和综合分析能力,这是对基于事实构建的物理模型的应用过程,体现了“科学思维”的学科素养。考点二：光的干涉和衍射的比较【变式训练2】一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板,在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹,现将其中一条窄缝挡住,让这束红光只通过一条窄缝,则在光屏上可以看到(

)A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是明条纹比原来暗些B.与原来不相同的明暗相间的条纹,而中央明条纹变宽些C.只有一条与缝宽对应的明条纹D.无条纹,只存在一片红光答案:B考点二：光的干涉和衍射的比较解析:双缝为相干光源的干涉,单缝为光的衍射