光的衍射+高二上学期物理人教版（2019）选择性必修1

4.５光的衍射选择性必修第一册&第四章

光课堂引入问题1:什么是波的衍射现象？问题2:发生明显衍射的条件是什么？

障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小。波长越长、孔越小、衍射越明显。

波在它传播的方向上遇到障碍物或孔时，波绕到障碍物阴影里去继续传播的现象。问题3:为什么日常生活中很难观察到光的衍射？可见光的波长很短（大约400nm-780nm）知识回顾1.定义：光离开直线传播路径绕到障碍物阴影里去的现象.2.衍射图样：衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样.3.衍射的原因：

也是光波相互叠加的结果，加强区为亮条纹，减弱区为暗条纹。“光线”拐弯了！一、光的衍射4.发生明显衍射条件：

障碍物或者狭缝尺寸足够小光的衍射有什么样的特点？一、光的衍射条纹特点：①中央宽（亮）两边窄（暗）、明暗相间。②波长一定时，单缝越窄—中央亮纹越宽。③缝宽一定时，波长越大—中央亮纹越宽。④白光的单缝衍射条纹中央为白色亮纹且外侧呈红色,两侧边缘为彩色条纹。一、光的衍射－单缝衍射单缝衍射双缝干涉的比较不同点：（1）条纹宽度（2）亮度（3）条纹间距一、光的衍射－单缝衍射单缝衍射双缝干涉的比较`一、光的衍射－单缝衍射【典例1】多选）图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则()A．甲为红光的衍射图样 B．乙为紫光的干涉图样C．丙为红光的衍射图样D．丁为紫光的干涉图样BC思考：只有单缝才会发生衍射吗？一、光的衍射－单缝衍射二、圆孔衍射AS1.孔较大时——屏上出现清晰的光斑几乎沿直线传播二、圆孔衍射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）原因:来自单缝或圆孔上不同位置的光，在屏上叠加的结果.以中央最亮的光斑为圆心的逐渐变暗的不等距的同心圆二、圆孔衍射圆孔衍射图样特点：（1）明暗相间的环状条纹，中央为圆形亮斑；中央亮斑亮度大，外面是明暗相间的不等距的圆环，越向外，亮环亮度越低；（2）白光：中央亮斑为白色，周围是彩色圆环。二、圆孔衍射光遇到不透明的障碍物会出现什么情况呢？光是否可以绕过障碍物呢，跑到影子里面去呢？三、圆盘衍射三、圆盘衍射不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮斑．实验：在光束中放一个不透明圆盘现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。泊松亮斑中心有小亮斑三、圆盘衍射圆

衍射圆

衍射圆盘和小圆孔的衍射图样对比相同点：均是

的光环,中心均有

.不同点：①圆孔衍射中心亮斑较

,而泊松亮斑较

；②圆孔衍射亮环或暗环间距随半径增大而

,

圆盘衍射亮环或暗环间距随半径增大而

；③圆孔衍射的背景是

的,而圆盘衍射图样中的背景是

的。大小增大减小黑暗明亮明暗相间亮斑孔盘三、圆盘衍射不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果．圆屏衍射圆孔衍射钢针的衍射三、圆盘衍射1.定义：衍射光栅的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.特点：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．衍射光栅的种类:

光栅和

光栅。反射透射四、衍射光栅(1)透射光栅:在玻璃片上刻有许多等宽而又间距相等的平行刻痕，刻痕产生漫反射而不太透光，未刻的部分相当于透光的狭缝,一般每毫米有几十到几千个狭缝。(2）反射光栅:在高反射率的金属上刻痕。四、衍射光栅【典例2】在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，分别得到如下四幅图样，以下说法正确的是（）A．甲是双缝干涉图样、丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样B．乙是单缝衍射图样、丙是小圆板“泊松亮斑”衍射图样C．甲是双缝干涉图样、丁是小圆孔衍射图样D．乙是双缝干涉图样、丙是小圆孔衍射图样【正确答案】A课堂练习学以致用圆盘衍射光的衍射圆孔衍射明显衍射条件：缝的尺寸接近波长或比波长还要小均是明暗相间的光环,中心均有亮斑1.条纹不等间距；2.中央条纹亮而宽；3.两侧条纹较暗较窄，对称分布；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．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。课堂小结【典例1】（2022·上海嘉定·二模）利用图a所示的装置，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到图b中甲和乙两种图样。则（）A．甲对应单缝，乙对应双缝B．甲对应双缝，乙对应单缝C．都是单缝，甲对应的缝宽较大D．都是双缝，甲的双缝间距较大【正确答案】A课堂练习【典例2】（2022·重庆八中高二阶段练习）如图，在大山后面的屋舍听广播（信号波长为

）要比看电视（信号波长为

）的效果好，这是由于（）A．广播信号更容易发生明显的衍射现象 B．电视信号更容易发生明显的衍射现象C．广播信号更容易发生明显的干涉现象 D．电视信号更容易发生明显的干涉现象【正确答案】A课堂练习【典例3】(多选)下列光学现象，可以用干涉原理解释的是（）

A．甲图透过汽车挡风玻璃拍摄出车内物品的照片很模糊B．乙图用黄光照射形成的牛顿环条纹C．丙图用红光照射大头针形成模糊的条纹D．丁图用绿光照射双缝后形成的条纹【正确答案】BD课堂练习【典例4】如图所示的四幅明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹).则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是（

）

A.红黄蓝紫B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄D.蓝黄红紫【正确答案】B课堂练习【典例5】用点燃的蜡烛照亮一个带有圆孔