人教版選修34 光的衍射 第1課時(shí) 教案.docx

13.5光的衍射教學(xué)目標(biāo)： 1、知道光的衍射現(xiàn)象 2知道產(chǎn)生光的衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔、縫的大小比光的波長(zhǎng)小或與波長(zhǎng)相仿時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象 3知道“幾何光學(xué)”中所說(shuō)的光沿直線傳播是一種近似 重點(diǎn)和難點(diǎn)：產(chǎn)生光的衍射現(xiàn)象的條件課時(shí)：1課時(shí)教學(xué)過(guò)程：光的干涉現(xiàn)象反映了光的波動(dòng)性，而波動(dòng)性的另一特征是波的衍射現(xiàn)象，光是否具有衍射現(xiàn)象呢？如果有衍射現(xiàn)象，為什么在日常生活中我們沒(méi)有觀察到光的衍射現(xiàn)象呢？水波、聲波都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，它們發(fā)生衍射的現(xiàn)象特征是什么？一切波都能發(fā)生衍射，通過(guò)衍射把能量傳到陰影區(qū)域，能夠發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物或孔的尺寸跟波長(zhǎng)差不多（播放視頻）一、光的衍射 1、光的衍射：光離開直線路徑繞過(guò)障礙物陰影里去的現(xiàn)象叫做光的衍射現(xiàn)象。 2、明顯衍射的條件：障礙物或狹縫的尺寸比波長(zhǎng)小或者跟波長(zhǎng)相差不多。3、物理意義：光的衍射現(xiàn)象證明光是一種波。二、單縫衍射條紋的特征1、中央亮紋寬而亮2、兩側(cè)條紋具有對(duì)稱性，亮紋較窄、較暗單縫衍射規(guī)律：1、波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大2、單縫不變時(shí)，光波波長(zhǎng)大的（紅光）中央亮紋越寬，條紋間隔越大3、白熾燈的單縫衍射條紋為中央亮條紋為白色，兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色，內(nèi)側(cè)為紫色泊松亮斑：不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的物體都能使光發(fā)生衍射，以至使影的輪廓模糊不清，其原因是光通過(guò)物體的邊緣而發(fā)生衍射的結(jié)果歷史上曾有一個(gè)著名的衍射圖樣泊松亮斑三、衍射光柵衍射光柵是由許多等寬的狹縫等距離的排列起來(lái)形成的光學(xué)儀器?？煞譃橥干涔鈻藕头瓷涔鈻?。干涉條紋與衍射條紋的區(qū)別：干涉：等距的明暗相間的條紋，亮條紋的亮度向兩邊減弱較慢。 衍射：中央有一條較寬亮條紋，兩邊是對(duì)稱明暗相間的條紋，亮條紋的亮度向兩邊減弱得很快。 光的衍射現(xiàn)象說(shuō)明光的直線傳播是有條件的，只有在障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)大得多的情況下，光才可以看作是沿直線傳播的。 四、典例分析例1：關(guān)于光現(xiàn)象的敘述，以下說(shuō)法正確的是()a太陽(yáng)光照射下肥皂膜呈現(xiàn)的彩色屬于光的干涉b雨后天空中出現(xiàn)的彩虹屬于光的衍射c通過(guò)捏緊的兩只鉛筆間的狹縫觀看工作著的日光燈管，看到的彩色條紋，屬于光的色散d陽(yáng)光照射下，樹影中呈現(xiàn)的一個(gè)個(gè)小圓形光斑，屬于光的衍射現(xiàn)象【導(dǎo)析】正確理解干涉、衍射、色散及小孔成像等光現(xiàn)象的不同成因，是正確做出判斷的關(guān)鍵，否則易被這些“彩色”現(xiàn)象所迷惑【解析】太陽(yáng)光照射下肥皂膜呈現(xiàn)彩色，屬于薄膜干涉，a正確；雨后天空中出現(xiàn)的彩虹，是天空中小水滴對(duì)陽(yáng)光色散形成的；通過(guò)筆間狹縫觀看日光燈管出現(xiàn)彩色，屬于單縫衍射；而陽(yáng)光下樹影中呈出的小圓斑，則屬于樹葉間形成的小孔成像，故b、c、d均錯(cuò)誤故選a.【答案】a本題易誤選d，誤認(rèn)為樹影中的小圓形光斑是陽(yáng)光通過(guò)葉間小孔衍射形成的實(shí)際上因孔“較大”，圓形光斑是太陽(yáng)通過(guò)小孔成的像. 例2.在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是()a將入射光由黃色換成綠色，衍射條紋間距變窄b使單縫寬度變小，衍射條紋間距變窄c換用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光照射，衍射條紋間距變寬d增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬【導(dǎo)析】比較單色光波長(zhǎng)的大小關(guān)系，利用光發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件進(jìn)行判斷【解析】當(dāng)單縫寬度一定時(shí)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯，即光偏離直線傳播的路徑越遠(yuǎn)，條紋間距也越大；當(dāng)光的波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯，條紋間距越大；光的波長(zhǎng)一定、單縫寬度也一定時(shí)，增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距也會(huì)變寬，故b錯(cuò)誤，a、c、d正確【答案】acd一般障礙物的尺寸都比可見光波波長(zhǎng)大得多，所以對(duì)于可見光來(lái)說(shuō)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯；衍射條紋間距的變化可以根據(jù)干涉條紋間距與光的波長(zhǎng)關(guān)系分析. 例3：兩個(gè)偏振片緊靠在一起，將它們放在一盞燈的前面以至沒(méi) 有光通過(guò)如果將其中的一片旋轉(zhuǎn)180，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生下述的哪一種現(xiàn)象()a透過(guò)偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，然后又減少到零b透過(guò)的光強(qiáng)先增強(qiáng)，然后減少到非零的最小值c透過(guò)的光強(qiáng)在整個(gè)過(guò)程中都增強(qiáng)d透過(guò)的光強(qiáng)先增強(qiáng)，再減弱，然后又增強(qiáng)【導(dǎo)析】偏振片允許振動(dòng)方向與其透振方向不垂直的光通過(guò)【解析】起偏器和檢偏器的偏振方向垂直時(shí)，沒(méi)有光通過(guò)；偏振方向平行時(shí)，光強(qiáng)達(dá)到最大當(dāng)其中一個(gè)偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)180的過(guò)程中，兩偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通過(guò)的光強(qiáng)先增強(qiáng)，然后又減小到零故選a.【答案】a通過(guò)光的起偏和檢偏實(shí)驗(yàn)，充分認(rèn)識(shí)和理解自然光和偏振光的特點(diǎn)，了解偏振光的產(chǎn)生. 五、課堂練習(xí)：1某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，利用游標(biāo)卡尺兩腳間形成的狹縫觀察光的衍射現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)，你認(rèn)為正確的是()a若狹縫與燈泡平行，衍射條紋與狹縫平行b若狹縫與燈泡垂直，衍射條紋與鋏縫垂直c衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度有關(guān)d衍射條紋的間距與光的波長(zhǎng)有關(guān)【解析】若狹縫與線狀燈泡平行，衍射條紋與狹縫平行且現(xiàn)象明顯，衍射條紋的疏密程度與縫寬有關(guān)，狹縫越小，條紋越疏；條紋間距與波長(zhǎng)有關(guān)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，間距越大【答案】acd2關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，下面說(shuō)法正確的是()a紅光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋b白光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋c光照到不透明小圓盤上出現(xiàn)泊松亮斑，說(shuō)明發(fā)生了衍射d光照到較大圓孔上出現(xiàn)大光斑，說(shuō)明光沿著直線傳播，不存在光的衍射現(xiàn)象【解析】該題考查衍射圖樣和對(duì)衍射現(xiàn)象的理解單色光照到狹縫上產(chǎn)生的衍射圖樣是亮暗相間的直條紋，白光的衍射圖樣是彩色條紋光照到不透明圓盤上，在其陰影處出現(xiàn)光點(diǎn)，是衍射現(xiàn)象光的衍射現(xiàn)象只有明顯與不明顯之分，d項(xiàng)中屏上大光斑的邊緣模糊，正是光的衍射造成的不能認(rèn)為不存在衍射現(xiàn)象【答案】ac3下列現(xiàn)象中可以說(shuō)明光是橫波的是()a光的干涉和衍射現(xiàn)象b光的色散現(xiàn)象c光的全反射現(xiàn)象d光的偏振現(xiàn)象【解析】根據(jù)光能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，說(shuō)明光是一種波，具有波動(dòng)性；根據(jù)光的色散現(xiàn)象，說(shuō)明同一介質(zhì)對(duì)不同光的折射率不同，也說(shuō)明不同光在同一介質(zhì)中的速度不同；根據(jù)光的全反射現(xiàn)象，說(shuō)明光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)和由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)會(huì)有不同的現(xiàn)象；光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明振動(dòng)方向與光的傳播方向垂直，即說(shuō)明光是橫波，所以正確選項(xiàng)為d.【答案】d4如圖462所示，讓自然光照到p、q兩偏振片上，當(dāng)p、q兩偏振片的透射光偏振方向間的夾角為以下哪個(gè)度數(shù)時(shí)，透射光的強(qiáng)度最弱()圖462a0b30c60d90【解析】當(dāng)兩偏振片的夾角為90時(shí)，偏振光的振動(dòng)方向與偏振片透振方向垂直，透射光最弱，故正確答案為d.【答案】d5對(duì)于光的衍射現(xiàn)象的定性分析，下列說(shuō)法正確的是()a只有障礙物或孔的尺寸可以跟光波波長(zhǎng)相比甚至比波長(zhǎng)還要小的時(shí)候，才能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象b光的衍射現(xiàn)象是光波相互疊加的結(jié)果c光的衍射現(xiàn)象否定了光的直線傳播的結(jié)論d光的衍射現(xiàn)象說(shuō)明了光具有波動(dòng)性【解析】光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象無(wú)疑地說(shuō)明了光具有波動(dòng)性，光的直線傳播規(guī)律只是近似的，只有在光波長(zhǎng)比障礙物小的多的情況下，光才可以看作是直進(jìn)的，所以光的衍射現(xiàn)象和直線傳播是不矛盾的，它們是在不同條件下出現(xiàn)的兩種現(xiàn)象，故上述選項(xiàng)中正確的是a、b、d.【答案】abd6一束紅光射向一塊有雙縫的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈現(xiàn)明、暗相間的干涉條紋現(xiàn)在將其中一條窄縫擋住，讓這束紅光只通過(guò)一條窄縫，則在光屏上可以看到()a與原來(lái)相同的明暗相間的條紋，只是明條紋比原來(lái)暗些b與原來(lái)不相同的明暗相間的條紋，而中央明條紋變寬些c只有一條與縫寬對(duì)應(yīng)的明條紋d無(wú)條紋，只存在一片紅光【解析】本題要考查學(xué)生對(duì)發(fā)生明顯衍射的條件的理解，及單縫衍射圖樣特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，能夠比較雙縫干涉圖樣和單縫衍射圖樣的異同點(diǎn)本題中這束紅光通過(guò)雙縫時(shí)，產(chǎn)生了干涉現(xiàn)象，說(shuō)明每一條縫寬都很窄，滿足