宁夏回族自治区银川市六盘山高级中学高中物理人教版（选修3-4）第十三章光第5节光的衍射(共30张PPT).ppt

第十三章 光第第5 5节节 光的衍射光的衍射 学习目标学习目标1 1通过实验观察认识光的衍射现象，知道衍射现象是光的波动通过实验观察认识光的衍射现象，知道衍射现象是光的波动性证据。性证据。2 2理解产生明显衍射的条件，知道光的衍射图样的主要特征，理解产生明显衍射的条件，知道光的衍射图样的主要特征，了解常见的衍射现象。了解常见的衍射现象。问题提出问题提出 光光的的干干涉涉现现象象反反映映了了光光的的波波动动性性，而而波波动动性性的的另另一一特特征征是是波波的的衍衍射射现现象象，光光是是否否具具有有衍衍射射现现象象呢呢？如如果果有有衍衍射射现现象象，为为什什么么在在日日常常生生活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？水水波波、声声波波都都会会发发生生衍衍射射现现象象，它它们们发发生生衍衍射射的的现现象象特特征是什么？条件是什么？征是什么？条件是什么？一、光的衍射现象一、光的衍射现象新新课内内容容波长很短：波长很短：400nm-700nm400nm-700nm激激光光束束 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。如何才能观察到光的衍射现象呢？如何才能观察到光的衍射现象呢？一、光的衍射现象一、光的衍射现象新新课内内容容2.2.发生发生明显衍射明显衍射的条件：当障碍物的尺寸（或者小孔的条件：当障碍物的尺寸（或者小孔的尺寸）的尺寸）接近接近波长或比波长还要小波长或比波长还要小 。1.1.定义：光离开直线传播路径绕到障碍物阴影里去的定义：光离开直线传播路径绕到障碍物阴影里去的现象。衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样。现象。衍射时产生的明暗条纹叫衍射图样。（2 2）中央亮纹宽而亮。）中央亮纹宽而亮。（3 3）两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗。）两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗。二、二、单缝衍射图样的及其规律单缝衍射图样的及其规律新新课内内容容（1 1）条纹不等间距。）条纹不等间距。1.1.单缝衍射条纹的特征单缝衍射条纹的特征2.2.单缝衍射规律单缝衍射规律（1 1）波长一定时，）波长一定时，单缝越窄单缝越窄,中央条纹中央条纹越宽越宽，各条纹，各条纹间距越大间距越大；二、二、单缝衍射图样的及其规律单缝衍射图样的及其规律新新课内内容容想一想：当单缝的宽度不变，改用不同的单色想一想：当单缝的宽度不变，改用不同的单色光做衍射实验，衍射图样有什么规律？光做衍射实验，衍射图样有什么规律？结论：单缝不变，波长越大，衍射越明显，结论：单缝不变，波长越大，衍射越明显，中央亮纹越宽中央亮纹越宽2.2.单缝衍射规律单缝衍射规律二、二、单缝衍射图样的及其规律单缝衍射图样的及其规律新新课内内容容（2 2)单缝不变时，单缝不变时，波长越大波长越大，中央亮纹，中央亮纹越宽越宽，条纹，条纹间间隔越大隔越大。两个光源（双缝）；各明纹两个光源（双缝）；各明纹或暗纹或暗纹宽度宽度基本相等。基本相等。单个光源（单缝）；中央条单个光源（单缝）；中央条纹最宽最亮纹最宽最亮,两侧条纹两侧条纹宽度、宽度、亮度亮度逐渐减小。逐渐减小。干涉条纹干涉条纹衍射条纹衍射条纹三、三、单缝衍射与双缝干涉条纹的异同比较单缝衍射与双缝干涉条纹的异同比较新新课内内容容1.1.相同点：相同点：产生原理都是由于光的叠加而产生的，中产生原理都是由于光的叠加而产生的，中央均为明纹；明暗相间的；对称分布。央均为明纹；明暗相间的；对称分布。2 2、不同点：、不同点：（1 1）干涉条纹是等间距的，各条纹的亮度差别较小，）干涉条纹是等间距的，各条纹的亮度差别较小，条纹条数较多。条纹条数较多。（2 2）衍射条纹不等间距，中央条纹亮而宽，两侧条）衍射条纹不等间距，中央条纹亮而宽，两侧条纹较暗较窄，对称分布；纹较暗较窄，对称分布；三、三、单缝衍射与双缝干涉条纹的异同比较单缝衍射与双缝干涉条纹的异同比较新新课内内容容ABS 孔较大时孔较大时屏上出现清晰的光斑屏上出现清晰的光斑四、常见的衍射现象四、常见的衍射现象新新课内内容容1.1.圆孔衍射圆孔衍射ABS 孔较小时孔较小时的衍射图样的衍射图样屏上出现亮暗相间、不等间屏上出现亮暗相间、不等间距的圆环。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明的范围）科学的足迹科学的足迹科学的足迹科学的足迹-泊松亮斑泊松亮斑泊松亮斑泊松亮斑实验：在光束中放一个不透明的圆盘实验：在光束中放一个不透明的圆盘现象：在不透明圆盘的阴影后面，中心出现了一个亮斑现象：在不透明圆盘的阴影后面，中心出现了一个亮斑小圆盘和小圆孔做衍射图样特点小圆盘和小圆孔做衍射图样特点圆孔衍射圆孔衍射圆盘衍射圆盘衍射泊泊松松亮亮斑斑新新课内内容容2.2.各种不同形状的物体都能使光发生衍射，各种不同形状的物体都能使光发生衍射，以至使影的以至使影的轮廓模糊不清轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果。的结果。圆屏衍射圆孔衍射钢针的衍射四、常见的衍射现象四、常见的衍射现象光经过刀片的边缘时发生衍射新新课内内容容3.3.衍射光栅：衍射光栅：（1 1）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相当于透光的狭缝,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。（2 2）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.四、常见的衍射现象四、常见的衍射现象N=1N=2N=3N=4新新课内内容容四、常见的衍射现象四、常见的衍射现象如果增加狭缝的个数，衍射条纹宽度变窄，亮度将增加。如果增加狭缝的个数，衍射条纹宽度变窄，亮度将增加。结结 束束巩固练习巩固练习1.1.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.阳光下肥皂膜上的彩色条纹阳光下肥皂膜上的彩色条纹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.眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹花纹D2.2.用单色光照射双缝，在像屏上观察到明暗相间的干用单色光照射双缝，在像屏上观察到明暗相间的干涉条纹，现用遮光板将其中的一个缝挡住，则像屏上观涉条纹，现用遮光板将其中的一个缝挡住，则像屏上观察到（察到（）A.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.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.C.一条亮纹。一条亮纹。D.D.一片亮光。一片亮光。B巩固练习巩固练习3.3.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.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.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巩固练习巩固练习4.4.我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有红色的电我们经常可以看到，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外，还有灯，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（一个重要的原因，这一原因是红色光（）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巩固练习巩固练习5.5.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.A.衍射现象中衍射花样有亮暗条纹的出现是光的叠加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的结果B.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.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.D.一切波都可以产生衍射一切波都可以产生衍射ABD巩固练习巩固练习6 6.如下图所示，是用游标卡尺两测脚间的狭缝观察日如下图所示，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。当游标卡尺两测脚间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的狭缝宽度从0.8mm0.8mm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 。a、b、c、d巩固练习巩固练习雨后出现在天空中的彩虹花园里喷淋器旁的彩虹