4.5光的衍射課件高二上學(xué)期物理人教版選擇性

問題1:什么是波的衍射現(xiàn)象？問題2:發(fā)生明顯衍射的條件是什么？波在它傳播的方向上遇到障礙物或孔時(shí)，波繞到障礙物陰影里去繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫波的衍射.障礙物或孔的尺寸跟波長(zhǎng)差不多或比波長(zhǎng)小。內(nèi)容回顧：觀察與思考：

光的干涉現(xiàn)象反映了光的波動(dòng)性，說明光是一種波，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？光的衍射實(shí)驗(yàn)1.光的衍射：光離開直線路徑繞過障礙物陰影里去的現(xiàn)象叫做光的衍射現(xiàn)象。衍射時(shí)產(chǎn)生的明暗條紋叫衍射圖樣。

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。光的衍射：?jiǎn)慰p衍射條紋特征（1）單縫衍射條紋的特征①條紋間距不等；②中央條紋亮而寬；③兩側(cè)條紋較暗較窄，對(duì)稱分布；4.單縫衍射紅光a=0.4mm1.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)2.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)3.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．（2）不同色光或不同寬度單縫衍射條紋的特征干涉：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，白光形成彩色條紋單縫衍射與雙縫干涉條紋的比較：圓孔衍射AS1.孔較大時(shí)——屏上出現(xiàn)清晰的光斑幾乎沿直線傳播圓孔衍射：2.孔較小時(shí)——屏上出現(xiàn)衍射圖樣（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）原因:來自單縫或圓孔上不同位置的光，在屏上疊加的結(jié)果.以中央最亮的光斑為圓心的逐漸變暗的不等距的同心圓圓孔衍射：光遇到不透明的障礙物會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？光是否可以繞過障礙物呢，跑到影子里面去呢？

圓盤衍射不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的物體都能使光發(fā)生衍射，歷史上曾有一個(gè)著名的衍射圖樣——泊松亮斑．實(shí)驗(yàn)：在光束中放一個(gè)不透明圓盤現(xiàn)象：在不透明圓盤的陰影后面，出現(xiàn)了一個(gè)亮斑。泊松亮斑中心有小亮斑圓盤衍射：1818年，法國(guó)的巴黎科學(xué)院為了鼓勵(lì)對(duì)衍射問題的研究，懸賞征集這方面的論文。一位年輕的物理學(xué)家菲涅耳在論文中按照波動(dòng)說深入研究了光的衍射。當(dāng)時(shí)的另一位法國(guó)科學(xué)家泊松是光的波動(dòng)說的反對(duì)者，他按照菲涅耳的理論計(jì)算了光在圓盤后的影的問題，發(fā)現(xiàn)對(duì)于一定的波長(zhǎng)、在適當(dāng)?shù)木嚯x上，影的中心會(huì)出現(xiàn)一個(gè)亮斑！泊松認(rèn)為這是荒謬可笑的，并認(rèn)為這樣就駁倒了光的波動(dòng)說。但是，就在競(jìng)賽的關(guān)鍵時(shí)刻，評(píng)委阿拉果在實(shí)驗(yàn)中觀察到了這個(gè)亮斑（圖），這樣，泊松的計(jì)算反而支持了光的波動(dòng)說。后人為了紀(jì)念這個(gè)有意義的事件，把這個(gè)亮斑稱為泊松亮斑，也稱為阿拉果亮斑。泊松亮斑趣事科學(xué)漫步：不同點(diǎn)：③圓孔衍射的背景是黑暗的,而圓盤衍射圖樣中的背景是明亮的。②圓孔衍射亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而增大,圓盤衍射亮環(huán)或暗環(huán)間距隨半徑增大而減小；圓孔衍射圓盤衍射相同點(diǎn)：均是明暗相間的光環(huán),中心均有亮斑①圓孔衍射中心亮斑較大,而泊松亮斑較??；圓孔衍射與圓盤衍射：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．光柵衍射：【典例1】在光的傳播方向上分別放置單縫、雙縫、小圓孔和小圓板后，分別得到如下四幅圖樣，以下說法正確的是（）A．甲是雙縫干涉圖樣、丁是小圓板“泊松亮斑”衍射圖樣B．乙是單縫衍射圖樣、丙是小圓板“泊松亮斑”衍射圖樣C．甲是雙縫干涉圖樣、丁是小圓孔衍射圖樣D．乙是雙縫干涉圖樣、丙是小圓孔衍射圖樣【正確答案】A【典例2】（2022·上海嘉定·二模）利用圖a所示的裝置，觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象，在光屏上得到圖b中甲和乙兩種圖樣。則（）A．甲對(duì)應(yīng)單縫，乙對(duì)應(yīng)雙縫B．甲對(duì)應(yīng)雙縫，乙對(duì)應(yīng)單縫C．都是單縫，甲對(duì)應(yīng)的縫寬較大D．都是雙縫，甲的雙縫間距較大【正確答案】A【典例3】（2022·重慶八中高二階段練習(xí)）如圖，在大山后面的屋舍聽廣播（信號(hào)波長(zhǎng)為

）要比看電視（信號(hào)波長(zhǎng)為

）的效果好，這是由于（）A．廣播信號(hào)更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 B．電視信號(hào)更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C．廣播信號(hào)更容易發(fā)生明顯的干涉現(xiàn)象 D．電視信號(hào)更容易發(fā)生明顯的干涉現(xiàn)象【正確答案】A【典例4】(多選)下列光學(xué)現(xiàn)象，可以用干涉原理解釋的是（）

A．甲圖透過汽車擋風(fēng)玻璃拍攝出車內(nèi)物品的照片很模糊B．乙圖用黃光照射形成的牛頓環(huán)條紋C．丙圖用紅光照射大頭針形成模糊的條紋D．丁圖用綠光照射雙縫后形成的條紋【正確答案】BD【典例5】如圖所示的四幅明暗相間的條紋，分別是紅光、藍(lán)光各自通過同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋).則在下面的四幅圖中從左到右排列，亮條紋的顏色依次是（

）

A.紅黃藍(lán)紫B.紅紫藍(lán)黃C.藍(lán)紫紅黃D.藍(lán)黃紅紫【正確答案】B【典例6】用點(diǎn)燃的蠟燭照亮一個(gè)帶有圓孔的遮光板，當(dāng)圓孔的直徑由數(shù)厘米逐漸減小為零的過程中,位于遮光板后面的屏上將依次出現(xiàn)的現(xiàn)象是：________；____________；______________；_____．圓形亮斑燭焰倒立的像明暗相間的圓環(huán)直線傳播小孔成像小孔衍射無光無光1．關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）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白黑相間的直條紋C．光照到不透明小圓盤上出現(xiàn)泊松亮斑，說明發(fā)生了干涉D．光照到較大圓孔上出現(xiàn)大光斑，說明光沿著直線傳播，不存在光的衍射A2．研究光的波動(dòng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)中光屏上得到了如圖乙所示的圖樣。下列說法正確的是（）A．擋板上有兩條平行的狹縫B．減小激光器和狹縫間的距離，中央亮條紋將變窄C．增大狹縫和光屏間的距離，中央亮條紋將變窄D．將紅色激光換成藍(lán)色激光，中央亮條紋將變窄D3．當(dāng)游客站在峨眉山山頂背向太陽而立，而前下方又彌漫云霧時(shí)，有時(shí)會(huì)在前下方的天幕上看到一個(gè)外紅內(nèi)紫的彩色光環(huán)，這就是神奇的“佛光現(xiàn)象”。佛光是一種奇特的自然現(xiàn)象，當(dāng)陽光照射較厚的云層時(shí)，日光射透云層后，會(huì)受到云層深處水滴或冰晶的反射，這種反射在穿過云霧表面時(shí)，在微小的水滴邊緣產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。那么，下述現(xiàn)象中與“佛光”現(xiàn)象成因相同的是（）A．雨后的彩虹B．孔雀羽毛在陽光下色彩斑斕C．路面上的油膜陽光下呈現(xiàn)彩色D．陽光照射下，樹影中呈現(xiàn)一個(gè)個(gè)小圓形光斑B4．下面四種現(xiàn)象中，不是由光的衍射現(xiàn)象造成的有（）A．通過游標(biāo)卡尺觀察兩卡腳間狹縫中發(fā)光的日光燈管，會(huì)看到平行的彩色條紋B．不透光圓片后面的陰影中心出現(xiàn)一個(gè)亮斑C．太陽光照射下，架在空中的電線在地面上不會(huì)留下影子D．用點(diǎn)光源照射小圓孔，后面屏上會(huì)出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán)C5．讓太陽光垂直照射一塊遮光板，板上有