4.5光的衍射 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

4.5光的衍射 横州市百合中学 韦衍虎 18276143537 问题导入 我们知道，波能够绕过障碍物发生衍 射。例如，声音能够绕过障碍物传播。 既然光也是一种波，为什么在日常生 活中我们观察不到光的衍射，而且常常说 “光沿直线传播”呢？ 狭缝较宽 狭缝较窄 较宽:出现跟缝宽相当的亮线 光沿直线传播 较窄:出现明暗相间的条纹 光不沿直线传播 这就是光的衍射现象 白光:条纹是彩色的 思考：那为什么我们平时观察到的光都是沿直线传播的呢？ 一、光的衍射 发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸跟波长差不多，或者比波长小。 可见光的波长极短，通常障碍物的寸都比他大的多。因此很难看到光的衍射现象。 思考：那是不是尺寸较大的物体不会发生光的衍射？ 对于任何形状和大小的物体都存在光的衍射现象，只是明显而已。 明暗相间的条纹 早晨火红色的太阳 红色的火烧云 λ红>λ紫 总结：衍射现象不明显，近似认为光是沿直线传播的。衍射现象十分明显，就不能说光沿直线传播。 蓝光 单缝宽0.4mm ①λ相同，缝宽越小，条纹越宽 ②缝宽相同，λ越长，条纹越宽 λ红>λ蓝 单缝衍射条纹特点 无论是机械波还是光波，在发生衍射时，性质都是相同的。 两支笔观察日光灯 两支笔观察日光灯 衍射现象与干涉现象的比较 衍射现象 干涉现象 相同点 不同点 明暗相间的的条纹，且中间条纹都是明条纹 波长越长，条纹越宽 缝宽越窄，条纹越宽 中间条纹宽，两边条纹窄 等间距条纹 二、衍射光栅 衍射光栅：许多等宽狭缝形成的光学仪器 原理：增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变窄，亮度将增加。 图像都不够清晰，很难进行精确测量 透射光栅 反射光栅 科学漫步 1818 年，法国的巴黎科学院为了鼓励对衍射问题的研究，悬赏征集这方面的论文。一位年轻的物理学家菲涅耳在论文中按照波动说深入研究了光的衍射。 泊松亮斑趣事 科学漫步 X射线衍射与双螺旋 晶体中原子的排列是规则的，原子间距与X射线波长接近。这使得X射线照射在晶体上会发生明显的衍射现象。衍射图样中斑点的强度和位置包含着有关晶体的大量信息。因此，人们可以利用X射线衍射探测晶体的结构。 例1：在单缝衍射实验中，下列说法正确的是(　　) A．将入射光由黄光换成绿光，衍射条纹间距变窄 B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄 C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽 D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽 E．条纹间距与单缝到屏的距离无关 课堂练习 ACD 课堂练习 例2：如图所示的4幅明暗相间的条纹,分别是红光经过间距不同的双缝及宽度不同的单缝所形成的。则下面的四幅图(甲、乙、丙、丁)依次对应的是(　　) A.双缝宽间距,双缝窄间距,宽单缝,窄单缝 B.双缝窄间距,双缝宽间距,窄单缝,宽单缝 C.宽单缝,窄单缝,双缝宽间距,双缝窄间距 D.窄单缝,宽单缝,双缝窄间距,双缝宽间距 A 课堂练习 例3、(单选)下列现象中,属于光的衍射现象的是(　　) A.雨后天空出现彩虹 B.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹 C.镀膜后,望远镜的镜头透入光的亮度增强 D.医院手术室使用无影灯 B 例4：可见光的波长是微米数量级的，人眼的瞳孔的直径是毫米数量级的。假想有一种眼睛的瞳孔是微米数量级的，视网膜非常灵敏，能感觉非常微弱的光线，这时所看到的外部世界将是一幅什么景象？ 课堂练习 解析：可见光的波长是微米数量级的，若眼睛的瞳孔直径也是微米数量级的，则瞳孔处会发生明显的衍射，所有光源都会变得模糊，也就无法清晰成像，这时所看到的外部世界将是模糊一片，出现明暗相间的条纹景象。 课堂小结 一、光的衍射 二、衍射光栅：许多等宽狭缝形成的光学仪器 1.发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸跟波长差不多，或者比波长小。 2.单缝衍射条纹特点：①λ相同，缝宽越小，条纹越宽。②缝宽相同，λ越长，条纹越宽 3.衍射现象与干涉现象的比较 EV录屏3.9.7软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EV录屏3.9.7软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $