光的衍射解析实用教案

《光的衍射解析实用教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光的衍射解析实用教案（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、产生明显衍射现象的条件： 障碍物或孔的尺寸比波长(bchng)小或者跟波长(bchng)相差不多.回顾水波(shu b)的衍射第1页/共32页第一页，共33页。 光的干涉现象光的干涉现象(xinxing)(xinxing)反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象现象(xinxing)(xinxing)，光是否具有衍射现象，光是否具有衍射现象(xinxing)(xinxing)？如果有衍射现象？如果有衍射现象(xinxing)(xinxing)，为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象(xin

2、xing)(xinxing)呢？呢？ 怎样才能观察到光的衍射现象怎样才能观察到光的衍射现象(xinxing)(xinxing)？第2页/共32页第二页，共33页。一、光的衍射 1、光的衍射： 光离开直线路径绕过障碍物，到达阴影里的现象叫做光的衍射现象。 2、明显衍射的条件 障碍物或狭缝的尺寸比光的波长(bchng)小或者跟波长(bchng)相差不多。3、物理意义： 光的衍射现象证明光是一种波。 第3页/共32页第三页，共33页。第4页/共32页第四页，共33页。激光束二、单缝衍射 1 1、单缝衍射条纹特征、单缝衍射条纹特征(tzhng)(tzhng)A A、中央亮纹宽而亮、中央亮纹宽而亮 B

3、B、两侧条纹亮纹较窄、较暗，且有对称性、两侧条纹亮纹较窄、较暗，且有对称性单单色色光光狭缝狭缝(xi (xi fn)fn)宽宽度可调度可调光屏光屏第5页/共32页第五页，共33页。2 2、观察下列衍射、观察下列衍射(ynsh)(ynsh)图样，分析衍射图样，分析衍射(ynsh)(ynsh)规律：规律：a、波长一定，单缝越窄中央(zhngyng)条纹越宽，条纹间距越大。b、单缝一定，光波波长越大，中央(zhngyng)亮纹越宽，条纹间隔越大c、白光单缝衍射：中央(zhngyng)亮条纹为白色，两侧为彩色，且呈外红内紫红光红光 a=0.8mma=0.8mm红光红光 a=0.4mma=0.4mm蓝光

4、蓝光 a=0.4mma=0.4mm白光白光 a=0.4mma=0.4mm第6页/共32页第六页，共33页。光的衍射光的衍射(ynsh)(ynsh)与干涉与干涉第7页/共32页第七页，共33页。3 3、干涉、干涉(gnsh)(gnsh)条纹与衍射条纹的区别条纹与衍射条纹的区别 干涉：等间距明暗相间条纹干涉：等间距明暗相间条纹(tio wn)(tio wn)。衍射：中央亮纹较宽，两边是对称明暗相间的条纹衍射：中央亮纹较宽，两边是对称明暗相间的条纹(tio wn)(tio wn)，条纹，条纹(tio wn)(tio wn)宽度不等，间距不等。宽度不等，间距不等。 （双缝）干涉图样（双缝）干涉图样（单

5、缝）衍射图样（单缝）衍射图样双缝间距越小，条纹间距越大双缝间距越小，条纹间距越大单缝宽度越小，条纹间距越大单缝宽度越小，条纹间距越大（单色光）波长越小，条纹间（单色光）波长越小，条纹间距越小距越小（单色光）波长越小，条纹间（单色光）波长越小，条纹间距越小距越小单单色色光光形形成成明明暗暗条条纹纹，白白光光形形成彩色条纹成彩色条纹单单色色光光形形成成明明暗暗条条纹纹，白白光光形形成彩色条纹成彩色条纹第8页/共32页第八页，共33页。S屏上出现屏上出现(chxin)(chxin)光斑，光斑，但边缘有些模糊但边缘有些模糊. . 三、圆孔衍射(ynsh) 光的衍射光的衍射(ynsh(ynsh ) )光

6、沿直线传播光沿直线传播AB1 1、孔较大时、孔较大时第9页/共32页第九页，共33页。屏上出现光源屏上出现光源(gungyun)(gungyun)倒立的像倒立的像SAB小孔成像小孔成像三、圆孔衍射(ynsh) 2 2、孔减小时、孔减小时光沿直线传播光沿直线传播第10页/共32页第十页，共33页。S屏上出现屏上出现(chxin)(chxin)衍射图样。衍射图样。AB光的衍射光的衍射(ynsh(ynsh ) )三、圆孔衍射(ynsh) 3 3、孔较小时、孔较小时第11页/共32页第十一页，共33页。猜一猜： 使太阳光垂直照射到一块遮光板上，板上有可以自由收缩的正方形孔，孔的后面放置一个光屏，在正方

7、形孔逐渐变小直至闭合的过程中，光屏上依次可以看到几种不同(b tn)的现象，试把下列现象依次排列：A圆形光斑 B明暗相间的彩色条纹 C变暗消失 D正方形光斑 E正方形光斑由大变小D DE EA AB BC C答案答案(d n)(d n)：第12页/共32页第十二页，共33页。 不不只只是是狭狭缝缝和和圆圆孔孔，各各种种不不同同形形状状的的物物体体都都能能使使光光发发生生衍衍射射，以以至至使使影影的的轮轮廓廓模模糊糊不不清清，其其原原因因是是光光通通过过物物体体的的边边缘缘而而发发生生衍衍射射的的结结果果(ji (ji gu)gu)历历史史上曾有一个著名的衍射图样上曾有一个著名的衍射图样泊松亮斑

8、泊松亮斑( (阅读教材阅读教材) )四、圆盘衍射 第13页/共32页第十三页，共33页。泊松亮斑 光照到不透明的小圆板上，形成明暗相间的间距不等的同心圆环，在屏上圆板的阴影(ynyng)中心，有一个亮斑，这个亮斑叫“泊松亮斑”第14页/共32页第十四页，共33页。想一想：为什么我们(w men)说光沿直线传播是有条件的？ 我们通常所说我们通常所说“ “光沿直线传播光沿直线传播” ”只是一种特殊情况，光在没有障碍物的均匀介质只是一种特殊情况，光在没有障碍物的均匀介质(jizh)(jizh)中是沿直中是沿直线传播的。线传播的。 考虑到光的衍射，则只有在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，光才可以

9、看作是沿直线考虑到光的衍射，则只有在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，光才可以看作是沿直线传播的。传播的。 当障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显，这时当障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显，这时就不能说光沿直线传播了。就不能说光沿直线传播了。 第15页/共32页第十五页，共33页。五、衍射光栅 单缝衍射的条纹比较宽，而且(r qi)距离中央条纹较远处的条纹亮度也很低，不能达到实用要求。 实验表明，增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变窄，亮度将增加。 衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离(

10、jl)(jl)的排列起来形的排列起来形成的光学仪器。可分为透射光栅和反射光栅。成的光学仪器。可分为透射光栅和反射光栅。第16页/共32页第十六页，共33页。光栅(gungshn)衍射单缝衍射第17页/共32页第十七页，共33页。光栅中狭缝(xi fn)条数越多,明纹越细，越亮。a 1a 1条缝条缝 f 20条缝条缝 e 6条缝条缝 c 3 c 3条缝条缝 b 2 b 2条缝条缝 d 5条缝条缝第18页/共32页第十八页，共33页。知识小结：1、光的衍射(ynsh)2、单缝衍射(ynsh)3、圆孔衍射(ynsh)4、圆盘衍射(ynsh)（泊松亮斑）5、衍射(ynsh)光栅第19页/共32页第十九

11、页，共33页。例例1 1：关于光的衍射现象，下面说法正确的是（：关于光的衍射现象，下面说法正确的是（ ）A A、红光的单缝衍射图样是红黑相间的直条纹、红光的单缝衍射图样是红黑相间的直条纹B B、白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹、白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹C C、光照、光照(gungzho)(gungzho)到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D D、光照、光照(gungzho)(gungzho)到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射ACAC第20页/共32

12、页第二十页，共33页。例例2 2：下面四种现象中，哪些不是光的衍射现象造成的（：下面四种现象中，哪些不是光的衍射现象造成的（ ）A A通过游标卡尺观测两卡脚间狭缝中发光通过游标卡尺观测两卡脚间狭缝中发光(f un)(f un)的日光灯管，会看到平行的彩色条纹；的日光灯管，会看到平行的彩色条纹；B B不透光圆盘后面的阴影中心出现一个亮斑；不透光圆盘后面的阴影中心出现一个亮斑；C C太阳光照射下，架在空中的电线在地面上不会留下影子；太阳光照射下，架在空中的电线在地面上不会留下影子；D D用点光源照射小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的圆环用点光源照射小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的圆环C C第21页/

13、共32页第二十一页，共33页。1 1、对于衍射现象的分析正确的是（、对于衍射现象的分析正确的是（ ）A A光的衍射是光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象光的衍射是光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象B B光的衍射完全否定了光的直线传播的结论光的衍射完全否定了光的直线传播的结论 C C光的衍射为光的波动说提供了有力的证据光的衍射为光的波动说提供了有力的证据(zhngj)(zhngj)D D光的衍射条纹图样是光波相叠加的结果光的衍射条纹图样是光波相叠加的结果A C DA C D第22页/共32页第二十二页，共33页。2 2单色光照射单缝衍射时（单色光照射单缝衍射时（ ）A A狭缝越窄衍射现象越

14、明显狭缝越窄衍射现象越明显(mngxin) (mngxin) B B狭缝越宽衍射现象越明显狭缝越宽衍射现象越明显(mngxin) (mngxin) C C照射的光的波长越长衍射现象越明显照射的光的波长越长衍射现象越明显(mngxin) (mngxin) D D照射的光的频率越高衍射现象越明显照射的光的频率越高衍射现象越明显(mngxin) (mngxin) A C A C 第23页/共32页第二十三页，共33页。3 3、下列属于光的衍射现象的是（、下列属于光的衍射现象的是（ ）A A 雨后天空出现的绚丽的彩虹雨后天空出现的绚丽的彩虹B B 阳光下肥皂阳光下肥皂(fizo)(fizo)膜上的彩色

15、条纹膜上的彩色条纹C C 太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹D D 眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹E E 眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹DEDE第24页/共32页第二十四页，共33页。4 4、下列关于单缝衍射的说法中，正确的是（、下列关于单缝衍射的说法中，正确的是（ ）A A 和光的双缝干涉图样相同和光的双缝干涉图样相同B B 各亮条纹各亮条纹(tio wn)(tio wn)的宽度不同而亮度相同的宽度不同而亮度相同C C 各亮条纹各亮条纹(tio wn)(tio wn)的宽度相同而亮度

16、不同的宽度相同而亮度不同D D 中央亮条纹中央亮条纹(tio wn)(tio wn)的宽度最宽，亮度最亮的宽度最宽，亮度最亮D第25页/共32页第二十五页，共33页。5 5、用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图形，它们的特征是（、用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图形，它们的特征是（ ） A A用小圆盘时中央用小圆盘时中央(zhngyng)(zhngyng)是暗的，用小圆孔时中央是暗的，用小圆孔时中央(zhngyng)(zhngyng)是亮的是亮的B B中央中央(zhngyng)(zhngyng)均为亮点的同心圆形条纹均为亮点的同心圆形条纹 C C中

17、央中央(zhngyng)(zhngyng)均为暗点的同心圆形条纹均为暗点的同心圆形条纹D D用小圆盘时中央用小圆盘时中央(zhngyng)(zhngyng)是亮的，用小圆孔时中央是亮的，用小圆孔时中央(zhngyng)(zhngyng)是暗的是暗的B第26页/共32页第二十六页，共33页。6 6、我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有红色、我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有红色(hngs)(hngs)的电灯，这除了红色的电灯，这除了红色(hngs)(hngs)光容易引光容易引起人的视觉注意以外，还有一个重要的原因，这一原因是红色起人的视觉注意以外，还有一个重要的原因，这一原因是红色(hngs)

18、(hngs)光（光（ ）A A比其他色光更容易发生衍射比其他色光更容易发生衍射 B B比其他可见光更容易发生干涉比其他可见光更容易发生干涉C C比其他可见光更容易发生反射比其他可见光更容易发生反射 D D比其他可见光更容易发生折射比其他可见光更容易发生折射A第27页/共32页第二十七页，共33页。7 7、关于衍射、关于衍射(ynsh)(ynsh)下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A A衍射衍射(ynsh)(ynsh)现象中衍射现象中衍射(ynsh)(ynsh)花样有亮暗条纹的出现是光的叠加的结果。花样有亮暗条纹的出现是光的叠加的结果。B B双缝干涉中也存在着光的衍射双缝干涉中也存在着光的

19、衍射(ynsh)(ynsh)现象。现象。C C影的存在是一个与衍射影的存在是一个与衍射(ynsh)(ynsh)现象相矛盾的客观事实。现象相矛盾的客观事实。D D一切波都可以产生衍射一切波都可以产生衍射(ynsh)(ynsh)。A B DA B D第28页/共32页第二十八页，共33页。9 9、声波能绕过一般建筑物，而光波却不能，这是因为（、声波能绕过一般建筑物，而光波却不能，这是因为（ ） A A光波传播速度太大，偏离直线不明显光波传播速度太大，偏离直线不明显 B B声波传播速度小，而光波传播速度大声波传播速度小，而光波传播速度大 C C建筑物对声波吸收少，而对光波吸收多建筑物对声波吸收少，而

20、对光波吸收多 D D声波波长长，容易产生声波波长长，容易产生(chnshng)(chnshng)衍射；光波波长短，不易产生衍射；光波波长短，不易产生(chnshng)(chnshng)衍衍射射D第29页/共32页第二十九页，共33页。 10 10、对于单缝衍射实验现象，以下正确的是（、对于单缝衍射实验现象，以下正确的是（ ） A A缝的宽度越小，中央缝的宽度越小，中央(zhngyng)(zhngyng)亮条纹的宽度越窄亮条纹的宽度越窄 B B缝的宽度越小，中央缝的宽度越小，中央(zhngyng)(zhngyng)亮条纹的宽度越宽亮条纹的宽度越宽 C C缝的宽度越大，衍射现象越明显缝的宽度越大，

21、衍射现象越明显 D D入射光的频率越大，衍射现象越明显入射光的频率越大，衍射现象越明显B第30页/共32页第三十页，共33页。1111、一个不透光的薄板、一个不透光的薄板(bo bn)(bo bn)上有两条平行的窄缝，有一频率单一的红光通过两窄缝上有两条平行的窄缝，有一频率单一的红光通过两窄缝在与薄板在与薄板(bo bn)(bo bn)平行的屏上呈现明暗相间的间隔均匀的红色条纹，若将其中一窄缝挡平行的屏上呈现明暗相间的间隔均匀的红色条纹，若将其中一窄缝挡住让另一缝通过红光，则在屏上可观察到（住让另一缝通过红光，则在屏上可观察到（ ）A A明暗与原来相同，间隔均匀的红色条纹明暗与原来相同，间隔均

22、匀的红色条纹B B明暗与原来不相同，间隔不均匀的红色条纹明暗与原来不相同，间隔不均匀的红色条纹C C一条红色的条纹一条红色的条纹D D既无条纹，也不是一片红光，而是光源的像既无条纹，也不是一片红光，而是光源的像B第31页/共32页第三十一页，共33页。谢谢(xi xie)大家观赏！第32页/共32页第三十二页，共33页。内容(nirng)总结产生明显衍射现象的条件：。障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多.。回顾水波(shu b)的衍射。双缝间距越小，条纹间距越大。（单色光）波长越小，条纹间距越小。2、孔减小时。3、孔较小时。C太阳光照射下，架在空中的电线在地面上不会留下影子。D 中央亮条纹的宽度最宽，亮度最亮。B声波传播速度小，而光波传播速度大。B明暗与原来不相同，间隔不均匀的红色条纹。谢谢大家观赏第三十三页，共33页。