4.5光的衍射（教學(xué)課件）【教學(xué)無憂】高二物理備課（人教版2019選擇性必修第一冊(cè)）

4.5光的衍射人教版（2019）普通高中物理選擇性必修第一冊(cè)同步教學(xué)課件第四章光目錄1光的衍射2衍射光柵

我們知道，波能夠繞過障礙物發(fā)生衍射。例如，聲音能夠繞過障礙物傳播。既然光也是一種波，為什么在日常生活中我們觀察不到光的衍射，而且常常說“光沿直線傳播”呢？觀看視頻，你能從中得到什么啟發(fā)？學(xué)習(xí)任務(wù)一：光的衍射光離開直線傳播路徑繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象叫光的衍射現(xiàn)象。衍射時(shí)產(chǎn)生的明暗條紋叫衍射圖樣。1.光的衍射S學(xué)習(xí)任務(wù)一：光的衍射2.光的明顯衍射條件障礙物或孔的尺寸小于波長(zhǎng)或者和波長(zhǎng)差不多。學(xué)習(xí)任務(wù)一：光的衍射3.單縫衍射條紋（1）現(xiàn)象：如圖所示，點(diǎn)光源S發(fā)出的光經(jīng)過單縫后照射到光屏上，若縫較寬，則光沿直線傳播，傳播到光屏上的AB區(qū)域；若縫足夠窄，則光不再沿直線傳播而是傳到幾何陰影區(qū)，在AA′，BB′區(qū)出現(xiàn)亮暗相間的條紋，即發(fā)生了衍射現(xiàn)象．學(xué)習(xí)任務(wù)一：光的衍射3.單縫衍射條紋（2）單色光單縫衍射圖樣的特點(diǎn)：條紋不等間距；中央條紋亮而寬；兩側(cè)條紋較暗較窄，對(duì)稱分布；紅光a=0.8mm紅光a=0.4mm學(xué)習(xí)任務(wù)一：光的衍射波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫越窄,中央條紋越寬，各條紋間距越大．(衍射越明顯)單縫不變時(shí)，波長(zhǎng)大的中央亮紋越寬，條紋間隔越大(衍射越明顯)白光的單縫衍射條紋為中央亮,兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色，靠近光源的內(nèi)側(cè)為紫色．（3）單色光單縫衍射圖樣的規(guī)律：3.單縫衍射條紋學(xué)習(xí)任務(wù)一：光的衍射雙縫干涉與單縫衍射圖樣有啥不同？問題干涉：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。（雙縫）干涉圖樣（單縫）衍射圖樣雙縫間距越小，條紋間距越大單縫寬度越小，條紋間距越大（單色光）波長(zhǎng)越小，條紋間距越?。▎紊猓┎ㄩL(zhǎng)越小，條紋間距越小單色光形成明暗條紋，白光形成彩色條紋單色光形成明暗條紋，白光形成彩色條紋學(xué)習(xí)任務(wù)一：光的衍射學(xué)習(xí)任務(wù)一：光的衍射（1）孔較大時(shí)——屏上出現(xiàn)清晰的光斑AS幾乎沿直線傳播4.圓孔衍射學(xué)習(xí)任務(wù)一：光的衍射（2）

孔較小時(shí)——屏上出現(xiàn)衍射花樣（亮暗相間的不等間距的圓環(huán)，這些圓環(huán)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了光沿直線傳播所能照明的范圍）以中央最亮的光斑為圓心的逐漸變暗的不等距的同心圓4.圓孔衍射學(xué)習(xí)任務(wù)一：光的衍射4.圓孔衍射（3）圓孔衍射圖樣的兩個(gè)特點(diǎn)a．單色光的圓孔衍射圖樣中央亮圓的亮度大，外面是明暗相間的不

等距的圓環(huán)．越向外，亮環(huán)亮度越低．b．白光的圓孔衍射圖樣中央亮圓為白色，周圍是彩色圓環(huán)．圓孔衍射現(xiàn)象學(xué)習(xí)任務(wù)一：光的衍射學(xué)習(xí)任務(wù)一：光的衍射圓孔衍射圓盤衍射圓盤和小圓孔的衍射圖樣有何不同？問題學(xué)習(xí)任務(wù)二：衍射光柵1.結(jié)構(gòu)由許多等寬的狹縫等距離排列起來形成的光學(xué)儀器．2.衍射圖樣特點(diǎn)與單縫衍射相比，衍射條紋的寬度變窄，亮度增加．考點(diǎn)一：光的衍射【例題1】觀察單縫衍射現(xiàn)象時(shí),把縫寬由0.2mm逐漸增大到0.8mm,看到的現(xiàn)象是(

)A.衍射條紋的間距逐漸變小,衍射現(xiàn)象逐漸不明顯B.衍射條紋的間距逐漸變大,衍射現(xiàn)象越來越明顯C.衍射條紋的間距不變,只是亮度增強(qiáng)D.以上現(xiàn)象都不會(huì)發(fā)生答案:A解析:由單縫衍射實(shí)驗(yàn)的調(diào)整與觀察可知,狹縫寬度越小,衍射現(xiàn)象越明顯,衍射條紋越寬,條紋間距也越大,將縫調(diào)寬,現(xiàn)象向相反方向變化,故選項(xiàng)A正確。考點(diǎn)一：光的衍射【變式訓(xùn)練1】

(多選)在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中,下列說法正確的是(

)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,衍射條紋間距變寬答案:ACD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,故選項(xiàng)A、C、D正確?？键c(diǎn)二：光的干涉和衍射的比較【例題2】如圖所示,a、b、c、d四個(gè)圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣,分析各圖樣的特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)論是(

)A.a、b是光的干涉圖樣B.c、d是光的干涉圖樣C.形成a圖樣的光的波長(zhǎng)比形成b圖樣的光的波長(zhǎng)短D.形成c圖樣的光的波長(zhǎng)比形成d圖樣的光的波長(zhǎng)短答案:A考點(diǎn)二：光的干涉和衍射的比較解析:干涉條紋是等間距的條紋,因此題圖a、b是干涉圖樣,題圖c、d是衍射圖樣,故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由公式Δx=

λ可知,條紋寬的入射光的波長(zhǎng)長(zhǎng),所以題圖a圖樣的光的波長(zhǎng)比題圖b圖樣的光的波長(zhǎng)長(zhǎng),故C項(xiàng)錯(cuò)誤;圖c的衍射現(xiàn)象比圖d的衍射現(xiàn)象更明顯,因此題圖c圖樣的光的波長(zhǎng)比題圖d圖樣的光的波長(zhǎng)長(zhǎng),故D項(xiàng)錯(cuò)誤?？茖W(xué)思維本題考查了單縫衍射和干涉圖樣的特點(diǎn),考查分辨能力和綜合分析能力,這是對(duì)基于事實(shí)構(gòu)建的物理模型的應(yīng)用過程,體現(xiàn)了“科學(xué)思維”的學(xué)科素養(yǎng)?？键c(diǎn)二：光的干涉和衍射的比較【變式訓(xùn)練2】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)將其中一條窄縫擋住,讓這束紅光只通過一條窄縫,則在光屏上可以看到(

)A.與原來相同的明暗相間的條紋,只是明條紋比原來暗些B.與原來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.無條紋,只存在一片紅光答案:B考點(diǎn)二：光的干涉和衍射的比較解析:雙縫為相干光源的干涉,單縫為光的衍射