光的衍射公開課

1、光的衍射光的衍射 復(fù)習(xí)提問復(fù)習(xí)提問 問題問題1.1.什么是波的衍射現(xiàn)象？ 問題問題2.2.發(fā)生明顯衍射的條件是什么？ 波波可以可以繞繞過過障礙物繼續(xù)障礙物繼續(xù)傳播傳播的現(xiàn)象的現(xiàn)象。 障礙物或孔的尺寸跟波長差不多或比波長小。障礙物或孔的尺寸跟波長差不多或比波長小。 光的干涉現(xiàn)象反映了光的波動性，而光的干涉現(xiàn)象反映了光的波動性，而 波動性的另一特征是波的衍射現(xiàn)象，光是波動性的另一特征是波的衍射現(xiàn)象，光是 否具有衍射現(xiàn)象呢？否具有衍射現(xiàn)象呢？ 光波光波波長很短波長很短 400-700nm 如果有衍射現(xiàn)象，為什么在日常生如果有衍射現(xiàn)象，為什么在日常生 活中我們沒有觀察到光的衍射現(xiàn)象呢？活中我們沒有觀察

2、到光的衍射現(xiàn)象呢？ 激 光 束 調(diào)節(jié)狹調(diào)節(jié)狹 縫寬窄縫寬窄 光光 屏屏 光的衍射光的衍射 單擊畫面觀看錄像 光的衍射光的衍射 單縫衍射條紋的特征 1、明暗相間不等距的條紋，中央為亮紋。 2、中央條紋最寬最亮，兩側(cè)的條紋變暗變窄。 光的衍射光的衍射 觀察下列衍射圖樣，分析衍射規(guī)律：觀察下列衍射圖樣，分析衍射規(guī)律： 單縫衍射規(guī)律單縫衍射規(guī)律 1 1、波長、波長（顏色）（顏色）一定時，單縫越一定時，單縫越 窄窄, ,中央條紋越寬，各條紋間距越中央條紋越寬，各條紋間距越 大大 。( (衍射越明顯衍射越明顯) ) 2 2、單縫不變時，波長大的、單縫不變時，波長大的光光 （紅光）（紅光）中央亮紋越寬，條中

3、央亮紋越寬，條 紋間隔越大紋間隔越大( (衍射越明顯衍射越明顯) ) 3 3、白光的單縫衍射中央、白光的單縫衍射中央為白色條為白色條 紋紋, ,兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅 色，內(nèi)側(cè)為紫色色，內(nèi)側(cè)為紫色 改變縫寬改變縫寬 改變波長改變波長 3 3、白光的單縫衍射中央、白光的單縫衍射中央為白色條紋為白色條紋, ,兩側(cè)為彩色條兩側(cè)為彩色條 紋，且外側(cè)呈紅色，內(nèi)側(cè)為紫色紋，且外側(cè)呈紅色，內(nèi)側(cè)為紫色 圓孔衍射圓孔衍射 A B S 1、 孔較大時孔較大時屏屏 上出現(xiàn)清晰的光斑上出現(xiàn)清晰的光斑 圓孔衍射圓孔衍射 A B S 2、 孔較小時孔較小時屏上屏上 出現(xiàn)衍射花樣出現(xiàn)衍射花樣

4、明明暗相間的不等間距的暗相間的不等間距的 圓環(huán)，圓環(huán)，這些圓環(huán)的范圍這些圓環(huán)的范圍 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了光沿直線傳遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了光沿直線傳 播所能播所能到達(dá)到達(dá)的范圍的范圍。 原因原因:來自單縫或圓孔上不同位置來自單縫或圓孔上不同位置 的光的光,在屏上疊加在屏上疊加時加強(qiáng)或減弱時加強(qiáng)或減弱的的 結(jié)果結(jié)果. 不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的障礙物 （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 光的衍射光的衍射 實驗：在光束中放一個實驗：在光束中放一個不透明不透明小小圓圓盤盤 圓圓盤衍射盤衍射 現(xiàn)象：現(xiàn)象：在不透明圓在不透明圓盤盤的陰影后面，的陰影后面， 出現(xiàn)了

5、一個亮斑。出現(xiàn)了一個亮斑。 泊松亮斑泊松亮斑 圓孔衍射和圓盤衍射圖樣比較圓孔衍射和圓盤衍射圖樣比較 圓孔衍射圓孔衍射圓盤衍射圓盤衍射 1 、研究表明，我們平時所說的研究表明，我們平時所說的“光沿直線傳播光沿直線傳播”只是一種只是一種 特殊情況特殊情況 。光在沒有障礙物的均勻介質(zhì)中光在沒有障礙物的均勻介質(zhì)中是沿是沿直線傳播直線傳播 的，在障礙物的尺寸比波長大得多的情況下，衍射現(xiàn)象的，在障礙物的尺寸比波長大得多的情況下，衍射現(xiàn)象 不明顯，可以認(rèn)為光是沿直線傳播的。但是在不明顯，可以認(rèn)為光是沿直線傳播的。但是在障礙物的障礙物的 尺寸尺寸可以跟光的可以跟光的波長波長相比，甚至比光的波長還小的時候相比，

6、甚至比光的波長還小的時候 ，衍射現(xiàn)象十分明顯，這就不能說光沿直線傳播了，衍射現(xiàn)象十分明顯，這就不能說光沿直線傳播了。 2、 光的衍射并沒有否定光的直線傳播，而是指出了它的適光的衍射并沒有否定光的直線傳播，而是指出了它的適 用范圍和它的局限性。用范圍和它的局限性。 小結(jié)小結(jié) 紅光紅光 光的干涉光的干涉光的衍射光的衍射 產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件 圖樣特點圖樣特點 共同點共同點 紅光紅光 光的干涉和光的衍射的比較光的干涉和光的衍射的比較 頻率相同的兩列相干光波疊加頻率相同的兩列相干光波疊加 只要縫或障礙物足夠小只要縫或障礙物足夠小 明暗相間、等間距、明暗相間、等間距、 等亮度等亮度 明暗相間、中間較寬明暗相

7、間、中間較寬 較亮，兩邊對稱亮度較亮，兩邊對稱亮度 逐漸減弱逐漸減弱 都有明暗相間的條紋，條紋都是光波疊加時加強(qiáng)都有明暗相間的條紋，條紋都是光波疊加時加強(qiáng) 或減弱的結(jié)果?；驕p弱的結(jié)果。 都是波特有的現(xiàn)象，表明光是一種波。都是波特有的現(xiàn)象，表明光是一種波。 1 1、衍射光柵是由、衍射光柵是由許多許多等寬等寬的狹縫的狹縫等距離等距離的排列起來形成的的排列起來形成的 光學(xué)儀器。光學(xué)儀器。 2 2、增加狹縫的個數(shù)，衍射條紋的寬度變窄，亮度增加。、增加狹縫的個數(shù)，衍射條紋的寬度變窄，亮度增加。 3 3、種類：透射光柵和反射光柵。、種類：透射光柵和反射光柵。 衍射光柵衍射光柵 1對于衍射現(xiàn)象的分析正確的是

8、（對于衍射現(xiàn)象的分析正確的是（ ） A光的衍射是光離開直線路徑繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象光的衍射是光離開直線路徑繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象. B光的衍射完全否定了光的直線傳播的結(jié)論光的衍射完全否定了光的直線傳播的結(jié)論. C光的衍射為光的波動說提供了有力的證據(jù)光的衍射為光的波動說提供了有力的證據(jù). D光的衍射條紋圖樣是光波相疊加的結(jié)果光的衍射條紋圖樣是光波相疊加的結(jié)果. ACD 2. 2. 如圖所示，如圖所示，a a、b b、c c、d d四個圖是不同的單色光形四個圖是不同的單色光形 成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣分析各圖樣的特點可成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣分析各圖樣的特點可 以得出的正確結(jié)論是（）以得

9、出的正確結(jié)論是（） A Aa a、b b是光的干涉圖樣是光的干涉圖樣 B Bc c、d d是光的干涉圖樣是光的干涉圖樣 C C形成形成a a圖樣光的波長比形成圖樣光的波長比形成b b圖樣光的波長短圖樣光的波長短 D D形成形成c c圖樣光的波長比形成圖樣光的波長比形成d d圖樣光的波長短圖樣光的波長短 A 3.一個不透光的薄板上有兩條平行的窄縫，有一頻率單一一個不透光的薄板上有兩條平行的窄縫，有一頻率單一 的紅光通過兩窄縫在與薄板平行的屏上呈現(xiàn)明暗相間的間的紅光通過兩窄縫在與薄板平行的屏上呈現(xiàn)明暗相間的間 隔均勻的紅色條紋，若將其中一窄縫擋住讓另一縫通過紅隔均勻的紅色條紋，若將其中一窄縫擋住讓

10、另一縫通過紅 光，則在屏上可觀察到（光，則在屏上可觀察到（ ） A明暗與原來相同，間隔均勻的紅色條紋明暗與原來相同，間隔均勻的紅色條紋 B明暗與原來不相同，間隔不均勻的紅色條紋明暗與原來不相同，間隔不均勻的紅色條紋 C一條紅色的條紋一條紅色的條紋 D既無條紋，也不是一片紅光，而是光源的像既無條紋，也不是一片紅光，而是光源的像 B 4單色光照射單縫衍射時（單色光照射單縫衍射時（ ） A狹縫越窄衍射現(xiàn)象越明顯狹縫越窄衍射現(xiàn)象越明顯 B狹縫越寬衍射現(xiàn)象越明顯狹縫越寬衍射現(xiàn)象越明顯 C照射的光的波長越長衍射現(xiàn)象越明顯照射的光的波長越長衍射現(xiàn)象越明顯 D照射的光的頻率越高衍射現(xiàn)象越明顯照射的光的頻率越高

11、衍射現(xiàn)象越明顯 AC 5 5用黃色光照射不透明的圓板時在圓板的陰影中恰能用黃色光照射不透明的圓板時在圓板的陰影中恰能 觀察到黃色光斑，若分別用紅色光觀察到黃色光斑，若分別用紅色光, ,綠色光和紫色光照射綠色光和紫色光照射 圓板一定能觀察到光斑的是：（圓板一定能觀察到光斑的是：（ ） A A紅色光紅色光B B綠色光綠色光 C C紫色光紫色光D D三種色光都能三種色光都能 A 一切波都能發(fā)生衍射，通過衍射把能量一切波都能發(fā)生衍射，通過衍射把能量 傳到陰影區(qū)域，能夠發(fā)生明顯衍射的條件是傳到陰影區(qū)域，能夠發(fā)生明顯衍射的條件是 障礙物或孔的尺寸跟波長差不多障礙物或孔的尺寸跟波長差不多 激 光 束 調(diào)節(jié)狹

12、 縫寬窄 像 屏 光的衍射光的衍射 觀察下列衍射圖樣，分析衍射規(guī)律：觀察下列衍射圖樣，分析衍射規(guī)律： 不同縫寬的單縫衍射 不同色光的單縫衍射 光的衍射光的衍射 1、波長一定時，單縫窄的中央條紋寬，各條 紋間距大 2、單縫不變時，光波波長大的（紅光）中央 亮紋越寬，條紋間隔越大 3、白熾燈的單縫衍射條紋為中央亮條紋為白 色，兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色，內(nèi)側(cè)為 紫色 單縫衍射規(guī)律 光的衍射光的衍射 單縫衍射條紋的特征 1、明暗相間的條紋，中央為亮紋。 2、中央條紋最寬最亮，兩側(cè)的條紋變暗變窄。 光的衍射光的衍射 不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的障礙物都 能使光發(fā)生衍射，以至使影的輪廓模糊不清，其

13、 原因是光通過物體的邊緣而發(fā)生衍射的結(jié)果歷 史上曾有一個著名的衍射圖樣泊松亮斑 鋼針的衍射圓孔衍射 圓屏衍射 光的衍射光的衍射 紅光紅光 雙縫干涉圖樣特點：雙縫干涉圖樣特點： 單縫衍射圖象特點單縫衍射圖象特點： 光的干涉和光的衍射的比較光的干涉和光的衍射的比較 雙縫干涉和單縫衍射雙縫干涉和單縫衍射都是光波疊加的都是光波疊加的結(jié)果結(jié)果, ,只是干涉條紋是只是干涉條紋是 有限的幾束光有限的幾束光的疊加的疊加, ,而衍射條紋可認(rèn)為是而衍射條紋可認(rèn)為是極多且復(fù)雜的相極多且復(fù)雜的相 干光干光的疊加。的疊加。 明暗相間、中間較寬較亮，明暗相間、中間較寬較亮， 兩邊對稱亮度逐漸減弱兩邊對稱亮度逐漸減弱 明暗相間、等間距等亮度明暗相間、等間距等亮度 紅光紅光 小結(jié)小結(jié): 光的衍射光的衍射 單縫衍射單縫衍射 小孔衍射小孔衍射 泊松亮斑泊松亮斑 明顯衍射條件明顯衍射條件 光的衍射光的衍射 紅光紅光 雙縫干涉圖樣特點：雙縫干涉圖樣特點： 單縫衍射圖象特點單縫衍射圖象特點： 光的干涉和光的