光的衍射.ppt

人接收的信息有人接收的信息有90来自眼睛看到来自眼睛看到的光的光;光给了我们多姿多彩的世界光给了我们多姿多彩的世界.光的衍射光的衍射 既然光是一种波既然光是一种波,为什么我们日常生为什么我们日常生活中观察不到光的衍射现象活中观察不到光的衍射现象,而常常看到而常常看到的是光沿着直线传播的呢的是光沿着直线传播的呢?光光 的的 衍衍 射射高二物理组高二物理组 复习提问复习提问问题问题1.1.什么是波的衍射现象？ 问题问题2.2.发生明显衍射的条件是什么？波在它传播的方向上遇到障碍物或孔时，波绕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的现象叫波的衍射到障碍物阴影里去继续传的现象叫波的衍射障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小。障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小。 光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射现象呢？如果有衍射现象，现象呢？如果有衍射现象，为什么在日常生活为什么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象呢？中我们没有观察到光的衍射现象呢？水波、声波都会发水波、声波都会发生衍射现象，它们生衍射现象，它们发生衍射的现象特发生衍射的现象特征是什么？征是什么？光的衍射光的衍射 一切波都能发生衍射，通过衍射把能量一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件发生明显衍射的条件是是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多障碍物或孔的尺寸跟波长差不多 取一个不透光的屏，取一个不透光的屏，在它的中间装上一个在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光照射，用平行的单色光照射，在缝后适当距离处放在缝后适当距离处放一个像屏一个像屏 激激光光束束调节狭调节狭缝宽窄缝宽窄像像屏屏一一 单缝衍射单缝衍射波长很短波长很短 400-700nm单缝衍射条纹的特征单缝衍射条纹的特征一一 单缝衍射单缝衍射1 1、中央亮纹宽而亮、中央亮纹宽而亮2 2、两侧条纹具有对称性，、两侧条纹具有对称性，明暗相间且不等距明暗相间且不等距.观察下列衍射图样，分析衍射规律：观察下列衍射图样，分析衍射规律：单缝衍射规律1 1、波长一定时，单缝越窄、波长一定时，单缝越窄, ,中央中央 条条纹越宽，各条纹间距越大纹越宽，各条纹间距越大( (衍射衍射越明显越明显) )2 2、单缝不变时，波长大的中央亮、单缝不变时，波长大的中央亮纹越宽，条纹间隔越大纹越宽，条纹间隔越大( (衍射越明衍射越明显显) ) 3 3、白光（白炽灯）的单缝衍射、白光（白炽灯）的单缝衍射 条纹为中央亮条纹为中央亮, ,两侧为彩色条纹，两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色为紫色改变缝宽改变缝宽改变波长改变波长光的衍射1 1 衍射图样：衍射图样：明暗相间且不等距条纹明暗相间且不等距条纹 （中央亮纹）（中央亮纹） 2 2 单缝衍射规律单缝衍射规律 3 3衍射条件：衍射条件：缝的尺寸缝的尺寸接近波长或比波长还要小接近波长或比波长还要小 一、单缝衍射 1 1) )波长一定时，单缝越窄波长一定时，单缝越窄, ,中央条纹越宽，各条纹间距越大中央条纹越宽，各条纹间距越大2 2) )单缝不变时，波长大的中央亮纹越宽，条纹间隔越大单缝不变时，波长大的中央亮纹越宽，条纹间隔越大 3 3) )白光的单缝衍射条纹为中央亮白光的单缝衍射条纹为中央亮, ,两侧为彩色条纹，两侧为彩色条纹， 且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色ABS 1、 孔较大时孔较大时屏屏上出现清晰的光斑上出现清晰的光斑圆孔衍射圆孔衍射二圆孔衍射二圆孔衍射ABS 2、 孔较小时孔较小时屏上出现衍射花样（亮暗相间屏上出现衍射花样（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）光沿直线传播所能照明的范围）原因原因:来自单缝或圆孔上不同位置的光来自单缝或圆孔上不同位置的光,在屏上在屏上叠叠加加的结果的结果.圆孔衍射圆孔衍射S光的衍射1 1 衍射图样：衍射图样：明暗相间且不等距条纹明暗相间且不等距条纹 （中央亮纹）（中央亮纹） 2 2 单缝衍射规律单缝衍射规律 3 3 衍射条件：衍射条件：缝的尺寸接近波长或比波长还要小缝的尺寸接近波长或比波长还要小 一、单缝衍射二、圆孔衍射1 1 衍射图样：衍射图样：明暗相间且不等距的同明暗相间且不等距的同心圆环（中央亮斑）心圆环（中央亮斑） 2 2 衍射条件：衍射条件：孔的尺寸接近波长或孔的尺寸接近波长或 比波长还要小比波长还要小 三光绕过障碍物的衍射三光绕过障碍物的衍射 不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能使光发不只是狭缝和圆孔，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生衍射，历史上曾有一个著名的衍射图样泊松亮斑泊松亮斑实验：在光束中放一个不透明圆实验：在光束中放一个不透明圆盘盘现象：在不透明圆盘的阴影后面，现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。出现了一个亮斑。圆屏衍射圆屏衍射泊松亮泊松亮斑斑圆屏衍射图样圆屏衍射图样泊松亮斑泊松亮斑在其影子的中心有一个亮斑 小圆盘和小圆孔做衍射图小圆盘和小圆孔做衍射图样特点样特点圆孔衍射圆盘衍射光的衍射现象光的衍射现象 不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能 使光发生衍射，使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清以至使影的轮廓模糊不清，其原，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果圆屏衍射圆屏衍射圆孔衍射圆孔衍射钢针的衍射钢针的衍射光的衍射一、单缝衍射二、圆孔衍射三、圆屏衍射1 1 衍射图样：衍射图样：明暗相间的不等距的同明暗相间的不等距的同 心圆环，中心心圆环，中心有一个亮斑有一个亮斑 （泊松亮斑）（泊松亮斑） 2 2 衍射条件：衍射条件：屏的尺寸接近波长或屏的尺寸接近波长或 比波长还要小比波长还要小 5 小结小结 1 、光在没有障碍物的均匀介质中，直线传播、光在没有障碍物的均匀介质中，直线传播。 2 、在孔或障碍物的尺寸比波长差不多或还、在孔或障碍物的尺寸比波长差不多或还 小，光就发生衍射。小，光就发生衍射。 3 、 光的衍射并没有否定光的直线传播，而是光的衍射并没有否定光的直线传播，而是 指出了它的适用范围和它的局限性。指出了它的适用范围和它的局限性。 4、缝、孔或障碍物的尺寸可以跟光的波长相、缝、孔或障碍物的尺寸可以跟光的波长相 比，甚至比波长还小时，衍射现象明显。比，甚至比波长还小时，衍射现象明显。单缝衍射单缝衍射与与双缝干涉条纹双缝干涉条纹和区别和区别各明纹或暗纹各明纹或暗纹宽度、亮宽度、亮度度基本相等基本相等.中央条纹最宽最亮中央条纹最宽最亮,两侧条纹两侧条纹宽度、亮度宽度、亮度逐渐减小逐渐减小干涉条纹干涉条纹衍射条纹衍射条纹 透射光棚透射光棚:在玻璃片上刻有许多等宽而又间距相等的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当于透光的狭缝,一般每毫米有几十到几千个狭缝。一般每毫米有几十到几千个狭缝。 反射光栅反射光栅:在高反射率的金属上刻痕在高反射率的金属上刻痕.六六 衍射光栅衍射光栅N=1N=2N=3N=41、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阳光下肥皂膜上的彩色条纹阳光下肥皂膜上的彩色条纹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眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围 有彩色花纹有彩色花纹DE2、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和光的双缝干涉图样相同和光的双缝干涉图样相同B各亮条纹的宽度不同而亮度相同各亮条纹的宽度不同而亮度相同C各亮条纹的宽度相同而亮度不同各亮条纹的宽度相同而亮度不同D中央亮条纹的宽度最宽，亮度最亮中央亮条纹的宽度最宽，亮度最亮D 3 、用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实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，它们的验时，在光屏上得到衍射图形，它们的 特征是特征是 A用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔 时中央是亮的时中央是亮的 B中央均为亮点的同心圆形条纹中央均为亮点的同心圆形条纹 C中央均为暗点的同心圆形条纹中央均为暗点的同心圆形条纹 D用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔 时中央是暗的时中央是暗的B 4 、我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有红色的电灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意以红色的电灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意以外，还有一个重要的原因，这一原因是红色光外，还有一个重要的原因，这一原因是红色光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A5 、关于衍射下列说法正确的是关于衍射下列说法正确的是A衍射现象中衍射花样有亮暗条纹的出现是光的衍射现象中衍射花样有亮暗条纹的出现是光的叠加的结果叠加的结果B双缝干涉中也存在着光的衍射现象双缝干涉中也存在着光的衍射现象C影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实 D一切波都可以产生衍射一切波都可以产生衍射ABD 6 、用点燃的蜡烛照亮一个带有圆孔的遮光板，当用点燃的蜡烛照亮一个带有圆孔的遮光板，当圆孔的直径由数厘米逐渐减小为零的过程中，位于遮光圆孔的直径由数厘米逐渐减小为零的过程中，位于遮光板后面的屏上将依次出现的现象是：板后面的屏上将依次出现的现象是：_；_ 圆形亮斑圆形亮斑烛烟的像烛烟的像明暗相间的圆环明暗相间的圆环7、关于光的衍射：、关于光的衍射：A是光在传播中绕过障碍物发生弯曲的现象是光在传播中绕过障碍物发生弯曲的现象B衍射条纹图样是光波相互叠加的结果衍射条纹图样是光波相互叠加的结果C为光的波动说提供了有力的证据为光的波动说提供了有力的证据D完全否定了光的直线传播的理论完全否定了光的直线传播的理论BC8.如图所示是用游标卡尺两测脚间的狭如图所示是用游标卡尺两测脚间的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个现象缝观察日光灯光源时所看到的四个现象.当游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从当游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从0.8mm逐渐变小时逐渐变小时,所看到的四个图像的所看到的四个图像的顺序是顺序是 .abcd练习练习1 用单色光照射双缝，在像屏上用单色光照射双缝，在像屏上观察到明暗相间的干涉条纹，现用观察到明暗相间的干涉条纹，现用遮光板将其中的一个缝挡住，则像遮光板将其中的一个缝挡住，则像屏上观察到屏上观察到A、宽度均匀的明暗相间的条纹。、宽度均匀的明暗相间的条纹。B、中央亮而宽，两边窄而暗条纹。、中央亮而宽，两边窄而暗条纹。C、一条亮纹。、一条亮纹。D、一片亮光。、一片亮光。【B】10：观察实验回答下列问题：观察实验回答下列问题1.在观察光的衍射现象的实验中在观察光的衍射现象的实验中,通过紧通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝灯管或灯丝都要平行于狭缝都要平行于狭缝),可以看到可以看到 A.黑白相间的直条纹黑白相间的直条纹B.黑白相间的弧形条纹黑白相间的弧形条纹C.彩色的直条纹彩色的直条纹D.彩色的弧形条纹彩色的弧形条纹.【C】