【高中物理】光的衍射课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptx

4.5 光的衍射人教版（2019）选修 第一册1.1.了解了解光的衍射概念及产生明显衍射现象的条件。光的衍射概念及产生明显衍射现象的条件。2.2.知知道道衍衍射射、衍衍射射光光栅栅在在生生产产生生活活及及科科学学技技术术中中的的应应用用，了了解解科科学学、技技术术和和社会的关系。社会的关系。3.3.通通过过光光的的衍衍射射的的学学习习，对对光光的的直直线线传传播播现现象象提提出出质质疑疑，会会从从不不同同角角度度思思考考物理问题。物理问题。学习目标学习目标 导入新课导入新课 光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是衍射现象，结合光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性的另一特征是衍射现象，结合机械机械波波衍射的学习，请回答：衍射的学习，请回答：2.2.光产生光产生明明显衍射的条件是什么？显衍射的条件是什么？1.1.什么叫光的衍射？什么叫光的衍射？思考：既既然然光光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中观观察察不不到到光光的的衍衍射射，而而且且常常说常常说“光沿直线传播光沿直线传播”呢？呢？演示：演示：取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用平行的取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，用平行的 单色光照射，在缝后适当距离处放一个像屏。单色光照射，在缝后适当距离处放一个像屏。激激光光束束调节狭缝调节狭缝宽窄宽窄像屏像屏（一）单缝衍射（一）单缝衍射一、光的衍射一、光的衍射请观察请观察请观察请观察演示示例：演示示例：演示示例：演示示例：观察单缝衍射现象（光源：教杆笔）观察单缝衍射现象（光源：教杆笔）现象：光绕过了缝的边缘，传播到了相当宽的地方现象：光绕过了缝的边缘，传播到了相当宽的地方,称光的衍射。称光的衍射。请观察请观察请观察请观察中央亮纹宽而亮。中央亮纹宽而亮。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。条纹不等间距。条纹不等间距。总结：总结：总结：总结：单缝衍射图样的特征单缝衍射图样的特征蓝光蓝光 单缝宽度单缝宽度a=0.4mma=0.4mm1.1.从课本从课本 P104P104 插图插图4.5-24.5-2，你能发现单缝衍射，你能发现单缝衍射有哪些规律？有哪些规律？自主学习2.2.阅读课本课本P105P105第三段课文，谈谈你是如何看第三段课文，谈谈你是如何看待光的传播的？待光的传播的？波长波长一定，单缝越窄一定，单缝越窄单缝不变，波长越长单缝不变，波长越长单缝衍射规律单缝衍射规律总结：总结：总结：总结：（衍射越明显）（衍射越明显）请思考请思考请思考请思考结论：结论：结论：结论：中央亮条纹为白色，两侧为彩色，且呈外红内紫。中央亮条纹为白色，两侧为彩色，且呈外红内紫。3.3.白光单缝衍射白光单缝衍射缝宽：缝宽：a=0.4mma=0.4mm讨论：讨论：讨论：讨论：白光单缝衍射应该是怎样分布的条纹？白光单缝衍射应该是怎样分布的条纹？项目项目干涉现象干涉现象衍射现象衍射现象产生条件产生条件条纹宽度条纹宽度光强分布光强分布条纹间距离条纹间距离共同点共同点频率相同的两列频率相同的两列相干光相遇叠加相干光相遇叠加任何光都能发生衍射任何光都能发生衍射间距与波长成正比间距与波长成正比 间距与波长有关，但缝宽影响更大间距与波长有关，但缝宽影响更大 干涉、衍射都有明暗相间的条纹，条纹都是光波干涉、衍射都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或者削弱的结果。叠加时加强或者削弱的结果。比较请观察请观察请观察请观察屏上出现屏上出现光斑光斑边缘有些边缘有些模糊模糊 孔较大时：孔较大时：光沿直线传播光沿直线传播光的衍射光的衍射S SA AB B（二）（二）圆孔衍射圆孔衍射孔减小时孔减小时屏上出现光源屏上出现光源孔较小时孔较小时明显衍射明显衍射衍射图样特点：衍射图样特点：亮暗相间亮暗相间、不等间距的圆环不等间距的圆环。衍射图样衍射图样 请观察请观察请观察请观察演示：演示：演示：演示：在光束中放一个不透明圆盘。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。现象：在不透明圆盘的阴影后面，出现了一个亮斑。阅读：课本课本P106P106科学漫步科学漫步“一、泊松亮斑趣事一、泊松亮斑趣事”（三）（三）圆屏衍射圆屏衍射1.1.透射光棚（玻璃）透射光棚（玻璃）2.2.反射光栅（金属）反射光栅（金属）特点：特点：特点：特点：增加狭缝的个数时，衍射条纹宽度变窄，亮度将增加。增加狭缝的个数时，衍射条纹宽度变窄，亮度将增加。N=1N=1N=2N=2N=3N=3N=4N=4二、衍射光栅二、衍射光栅单缝衍射单缝衍射光栅衍射光栅衍射比较教杆笔为光源的衍射图样教杆笔为光源的衍射图样1.(1.(多选多选)用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验，比普通光源效果更好比普通光源效果更好，图像更图像更清晰。如果将感光元件置于光屏上清晰。如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过还能通过感光元件感光元件中中的信号转换的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况。下列说法正确的是在电脑上看到光强的分布情况。下列说法正确的是 ()A.A.当做单缝实验时当做单缝实验时，光强分布图如乙所示光强分布图如乙所示B.B.当做单缝实验时当做单缝实验时，光强分布图如丙所示光强分布图如丙所示C.C.当做双缝实验时当做双缝实验时，光强分布图如乙所示光强分布图如乙所示D.D.当做双缝实验时当做双缝实验时，光强分布图如丙所示光强分布图如丙所示ADAD课堂评价课堂评价做一做做一做做一做做一做2.2.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(黑色黑色部分表示亮条纹部分表示亮条纹)。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.A.红黄蓝紫红黄蓝紫 B.B.红紫蓝黄红紫蓝黄 C.C.蓝紫红黄蓝紫红黄 D.D.蓝黄红紫蓝黄红紫B B做一做做一做做一做做一做3.3.某同学自己动手制作如图所示的装置观察光的干涉现象，其中某同学自己动手制作如图所示的装置观察光的干涉现象，其中A A为单缝屏，为单缝屏，B B为为双缝屏，整个装置位于一暗箱中，实验过程如下：双缝屏，整个装置位于一暗箱中，实验过程如下：(1)(1)该同学用一束太阳光照射该同学用一束太阳光照射A A屏时，屏屏时，屏C C上没有出现干涉条纹；移去上没有出现干涉条纹；移去B B后，在屏上后，在屏上出现不等间距条纹，此条纹是由于出现不等间距条纹，此条纹是由于_产生的。产生的。(2)(2)移去移去A A后，遮住缝后，遮住缝S S1 1与缝与缝S S2 2中的任一个，中的任一个，C C上均出现一窄亮斑，出现以上实验结上均出现一窄亮斑，出现以上实验结果的主要原因是果的主要原因是_。光的衍射光的衍射双缝双缝S S1 1、S S2 2太宽太宽光的衍射光的衍射衍射光栅衍射光栅概念：概念：光光的的衍射衍射现象：单缝等的衍射现象：单缝等的衍射 课堂小结课堂小结课堂小结