丹江口市物理 第十三章 光 第五节 光的衍射 新人教版选修3-4.ppt

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1、 光的衍射光的衍射 光的干涉现象反映了光具有波动性，光的干涉现象反映了光具有波动性，而波动性的另一特征是波的衍射现象，而波动性的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射现象呢？如果有衍射现光是否具有衍射现象呢？如果有衍射现象，为什么日常生活中我们常常看到的象，为什么日常生活中我们常常看到的光线都在直线转播，却没有观察到光发光线都在直线转播，却没有观察到光发生弯曲的衍射现象呢？生弯曲的衍射现象呢？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征是是什什么么？发发生生明明显显的的衍射现象，需要什么条件？衍射现象，需要什么条件？一、光的衍射一、光的衍射

2、一一切切波波都都能能发发生生衍衍射射，通通过过衍衍射射把把能能量量传传到到障障碍碍物物后后面面的的阴阴影影区区域域，能能够够发发生生明明显显衍衍射射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多。的条件是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细小宽度可以调节的细小狭缝，用平行的单色狭缝，用平行的单色光照射，在缝后适当光照射，在缝后适当距离处放一个像屏。距离处放一个像屏。激激光光束束调节狭调节狭缝宽窄缝宽窄像像屏屏一、光的衍射（一、光的衍射（演示演示）一、光的衍射一、光的衍射(实验实验)1 1、光的衍射：、光的衍射：光离开直线路

3、径绕过障碍物阴影里去的光离开直线路径绕过障碍物阴影里去的现象叫做光的衍射现象。现象叫做光的衍射现象。2 2、明显衍射的条件（演示）、明显衍射的条件（演示）障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者障碍物或狭缝的尺寸比波长小或者跟波长相差不多。跟波长相差不多。3 3、物理意义：、物理意义：光的衍射现象证明光是一种波，光的光的衍射现象证明光是一种波，光的直线传播只是一种近似规律。直线传播只是一种近似规律。一、光的衍射一、光的衍射A A、中央亮纹宽而亮、中央亮纹宽而亮;B B、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。一、光的衍射一、光的衍射4 4、单缝衍射条纹的特征：、单缝衍射

4、条纹的特征：5 5、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：不同缝宽的单缝衍射不同缝宽的单缝衍射不同色光的单缝衍射不同色光的单缝衍射 细细缝缝越越小小，单单色色光光衍衍射射越越明明显显，中中央央亮亮条条纹纹越越宽宽。白白光光的的单单缝缝衍衍射射条条纹纹为为中中央央亮亮，两两侧侧为为彩彩色色条条纹纹，且且外外侧侧呈呈红红色色，靠靠近近光光源源的内侧为紫色。的内侧为紫色。ABS 1 1、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 2 2、孔较小时孔较小时屏上屏上出现衍射花样出现衍射花样二、几种衍射图样二、几种衍射图样 3 3、不不只只是是狭狭缝缝和和圆圆孔孔，各各

5、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。历史上曾有一个著名的衍射图样历史上曾有一个著名的衍射图样泊松亮斑。泊松亮斑。圆屏衍射圆屏衍射（泊松亮斑泊松亮斑）圆孔衍射圆孔衍射钢针的衍射钢针的衍射二、几种衍射图样二、几种衍射图样三、干涉条纹与衍射条纹的区别三、干涉条纹与衍射条纹的区别 1 1、干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的、干涉：等距的明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱较慢。亮度向两边减弱较慢。衍射：中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明衍射：

6、中央有一条较宽亮条纹，两边是对称明暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。暗相间的条纹，亮条纹的亮度向两边减弱得很快。（双缝）干涉图样（双缝）干涉图样（单缝）衍射图样（单缝）衍射图样双缝间距越小，条纹间距越双缝间距越小，条纹间距越大大单缝宽度越小，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（单色光）波长越小，条纹间距越小间距越小（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，白白光光形成彩色条纹形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2 2、实际衍射现象可以看做很多子波源的干

7、涉（惠更斯、实际衍射现象可以看做很多子波源的干涉（惠更斯原理）原理）衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离的排衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离的排列起来形成的光学仪器，产生的条纹分辨程度列起来形成的光学仪器，产生的条纹分辨程度高。可分为透射光栅和反射光栅。高。可分为透射光栅和反射光栅。(a)N=1(a)N=1(b)N=2(b)N=2(c)Nc)N=3=3(d)N=4(d)N=4四、四、衍射光栅（演示）衍射光栅（演示）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

8、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、光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生、光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射了衍射D D、光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传、光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射播，不存在光的衍射 例例2 2：用平行的单色光垂直照射到不透明的小圆板，：用平行的单色光垂直照射到不透明的小圆板，在圆板后面的屏上发现圆板阴影中心处有一个亮斑，在圆板后面的屏上发现圆板阴影中心处有一个亮斑，这是光的这是光的_现象现象 例例3 3：下面四种现象中，哪些是光的衍射现象造成：下面四种现象中，哪些是光的衍射现象造成的（的（）A A通过游标卡尺观测两卡脚间狭缝中发光的日光灯管，通过游标卡尺观测两卡脚间狭缝中发光的日光灯管，会看到平行的彩色条纹；会看到平行的彩色条纹；B B不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑；不透光圆片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太阳光照射下，架在空中的电线在地面上不会留下影子；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用点光源照射小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的圆环圆环